Apuntes Geologia Economica de Minas II 2009

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN MINAS APUNTES CATEDRA GEOLOGIA ECONOMICA DE MINAS INGENIERÍA CIVIL EN MINAS GEOLOGIA ECONOMICA DE MINAS PROFESOR FERNANDO HENRIQUEZ SEGUNDO SEMESTRE 2009 PREPARADO POR JUAN PABLO PALMA VALENZUELA GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 2 Geología económica de minas INDICE DE CONTENIDOS 1. GENERALIDADES 3 1.1. Energía libre de Gibbs 3 1.2. Yacimientos 6 1.3. Yacimiento, conceptos básicos e importantes que definen a un yacimiento 7 2. EL NEGOCIO MINERO 9 2.1. Compra de un yacimiento existente 11 2.2. Buscar un Yacimiento Nuevo 14 2.2.1. Exploración Geológica 18 2.2.2. Exploración Geoquímica 19 2.2.3. Exploración Geofísica 25 2.3 Evaluación 29 2.3.1 Evaluación Física Geológica 29 2.3.2 Evaluación técnica-económica 39 2.4. Desarrollo 40 2.5. Etapas siguientes en el negocio minero 41 3. CLASIFICACION DE YACIMIENTOS 43 3.1. Magmas 46 3.2. Consolidación de un magma silicatado 47 3.3. Magmas de mena 50 3.4. Tipos de ambientes tectónicos y su relación con los tipos de magmas 51 3.5. Aplicación a nuestro país, Chile 53 4. PROCESOS DE ALTERACION HIDROTERMAL Y ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO 56 5. Proceso de oxidación y enriquecimiento secundario 60 6. MINERIA CHILENA 66 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 3 1. GENERALIDADES Mineral: Solidó inorgánico, Homogéneo, de estructura cristalina, estructura interna ordenada y de ocurrencia natural. Mena: se define como la o las especies mineralógicas a partir de las cuales se puede obtener un beneficio económico presente. Ambos términos poseen una variación en el espacio y tiempo por ser conceptos económicos, Ej.: (ejemplo variación en el espacio) - Calcopirita en la mina el Teniente y Chuqui es una mena, pero la magnetita dentro de estas una ganga. - En la mina el romeral, la calcopiritita es la ganga y la magnetita es la mena. Ej.: (ejemplo variación en el tiempo) La Baritina (sulfato de bario), que posee características de alto peso específico, sobre 4 y se utiliza en barros de perforación en sondajes profundos, como bentonita, barros de arcilla más baritina que es inerte, en sondajes petrolíferos. La baritina se encuentra en yacimientos vetiformes de plata y oro en la cordillera de la costa, entre la III y IV región; estos yacimientos en la primera mitad del siglo 20, se consideraba como ganga a la baritina y alrededor de los años 70, en la primera crisis energética y debido al aumento de la exploración del petróleo, se produjo la mayor necesidad por baritina por lo que condicionado por el mercado paso a ser mena. Roca: Sólido compacto, formado por la asociación de uno o varias especies de minerales. La mayoría de las rocas son formadas por poli minerales pero también existen rocas formadas por un solo mineral, ejemplo el mármol, formadas por el mineral de calcita. 1.1. Energía libre de Gibbs Minerales unidas entre si, en minería todo lo que se realiza esta destinado a separar la calcopirita y realizar un concentrado de este mismo. En la minería del cobre se utiliza el 45% de toda la energía del país para separar estos minerales. Para optimizar cualquier proceso en minería debo conocer que variable y cuantificar esta, en nuestro caso la energía libre Gibbs. Ej.: Una solución simple de Na-Cl le agrego energía para disolverlo (esto es, agitarlo o agrego calor) y separo los enlaces entre el sodio y el cloro, la energía que se utilizo para separar el Na y el Cl en la solución es la energía libre de Gibbs. Para separar estos dos elementos se debe aplicar una energía (energía libre de Gibbs) mayor que el del enlace y esta diferencia es para vencer la energía libre de Gibbs residual. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 4 Ej.: Si hago que precipite por sobresaturación cristalitos de NaCl (sal) y la energía libre de Gibbs que existía se transforma en energía de enlace más un delta de energía libre que corresponde a la energía libre de gibbs residual y que se encuentra en la interfase solidó-fluido, esta se conoce también como energía libre de gibbs superficial. Energía libre de gibbs superficial corresponde a la tensión superficial (son iguales) y esta es la energía que a él cristalito de sal le permite regresar a formar la solución. (Superficial ÷ Tensión superficial) La energía libre de Gibbs residual también se usa para unir y esta se dispone en la interfase sólido- sólido y es la que permite que los cristales se unan entre si y es llamada energía libre de gibbs residual interfacial. G= energía de enlace + energía libre de gibbs residual Energía libre de gibbs residual comprende dos ya sea el caso: ΔG res. Superficial y ΔG res. Interfacial. La energía que une a los minerales en la roca es ΔG res. Interfacial. Y no necesariamente la energía que une a los minerales sea igual en todas las especies de minerales. En las rocas existen dos tipos de energía, de enlace y ΔG res. Interfacial. Energía de enlace: que puede ser iónico, covalente, Wander Valls, une los distintos elementos dentro del mineral (átomos). La energía mayor es la ΔG res. Interfacial que la energía de enlace ya que al romper la roca, esta se parte a través de los minerales, y no rompiendo la energía ΔG res o rompiendo entre la superficie de contacto de los minerales. Si fuera mayor la energía de enlace no se necesitaría ni siquiera chancado para separar el mineral. Ej.: El concreto: la energía mecánica le entrega una mayor energía, si no se entregara una mayor energía, se va a descascarar y entrega un mal concreto. (Energía mecánica → ΔG res. Interfacial). En un magma la energía calórica se transforma en energía ΔG res. Interfacial. La variable de energía ΔG res. Interfacial, en los sólidos mono cristalinos del sistema cúbico, es una función que depende del ángulo espacial del contacto entre los cristales. Pero como se puede ver, a partir de una barra de cobre, se puede extraer alambres y cañerías de cobre, las cuales tienen distintas propiedades físicas, una es flexible y la otra no, pero tienen igual composición química. La diferencia radica en la ΔG res. Interfacial que tienen, esta última es distinta en estos dos objetos, alambre y cañerías de Cu. Las variables que se utilizan para obtener distintas propiedades físicas de un mismo elemento, de igual composición química es el calor (fundirla), la presión (moldearla) y templancia (Quench) (enfriamiento rápido, se puede quebrar una barra). Y la ultima variable que controla esto, es el tiempo. Para nuestro caso las variables que controlan la ΔG res. Interfacial son presión, temperatura y tiempo., Ej.: aceros de buena y mala calidad; GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 5 Lo que determina la calidad del producto en los aceros es el ángulo de contacto en los cristales. Con lo que, un producto de buena calidad va a tener un ángulo de contacto iguales sin variación en este, con lo que vamos a tener un comportamiento homogéneo. En cambio en un producto de mala calidad va a existir variaciones de este ángulo, ángulos irregulares en el contacto, con lo se produce un comportamiento distinto ya sea el caso. En las rocas que no son monominerales, es más complejo determinar las variables que determinan la ΔG res. Interfacial, donde hasta el presente no existe certeza de todas las variables. “Para los procesos mineros no se aplican de forma teórica, sino que se realizan pruebas hasta encontrar el optimo” Pero para el caso si se conocen algunas variables fundamentales: - Textura: Ej.: el teniente existen dos rocas, diorita y la andesita, entonces se necesita mayor cantidad de explosivos o mayor cantidad de energía ΔG res. Interfacial en el sector con andesita por tener mayor cantidad de área o superficie de contacto por ser afanítica, en cambio la diorita, por tener una textura fanerítica, esta posee cristales mayores, entonces menor superficie de contacto entre si, por lo que necesita menor cantidad de explosivo. Otro ejemplo es la caliza y un mármol, en que la caliza por metamorfismo, se le entrega un mayor aporte de energía y esta se transforma, y esta energía es utilizada por la ΔG res. Interfacial. Por lo que se necesita mayor energía para fracturar un mármol. Andina posee una planta de chancado y molienda de forma subterránea dado las condiciones climáticas, y esta planta se encuentra en una caverna sin fortificación y en estas caverna existen dos rocas, una andesita fresca y otra silificada, y la caverna es mayoritariamente de este tipo, por lo que esta alteración silificada entrega mayor energía ΔG res. Interfacial, esto dado que la silificación rellena todos los espacios y huecos que existen en la roca con lo que aumenta la superficie de contacto y aumenta la energía libre de Gibbs. Otro ejemplo de utilización de la energía libre de Gibbs es usado en la flotación. Obs. El ángulo de contacto se maneja con la cinética de enfriamiento además de la presión y temperatura. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 6 1.2. Yacimientos Yacimiento (Geológico): Cualquier concentración estadísticamente anormal de uno o más elementos químicos o una o más especies de minerales en la corteza terrestre (pto de vista geológico, solo contempla el concepto físico, espacio y tiempo) Yacimiento (Minero): Cualquier concentración estadísticamente anormal de uno o más elementos químicos o una o más especies minerales en la corteza terrestre a partir del cual se puede obtener algún beneficio presente (concepto económico y varia en el espacio y tiempo). Un beneficio puede ser: - Económico: implica una ganancia de dinero. - Social: cuando se busca satisfacer necesidades de trabajo en algunos casos determinados (ej. Lota). - Estratégico: Cuando se busca consolidar la presencia o soberanía de un país en algún lugar remoto del territorio (ej. Empresa Minera Aisén, lago general Carrera) - Un ejemplo de beneficio social, fue la explotación de yacimientos de carbón en el sector de Arauco, por muchos años se exploto si beneficio económico (solo reporto perdidas) pero ayudaba a un beneficio social, ya que el estado entrega subsidios. Dado placeres de oro (auríferos), el estado subsidiaba y compraba el oro a pequeños artesanos sin tener ningún beneficio económico. - Yacimiento de cobre, plomo y zinc, en el lago general carrera, donde fueron explotados por la empresa EMA, sin ganar nada, este lugar es una zona fronteriza (zona inhóspito, y no existe otra actividad), el estado se hizo cargo para que exista gente establecida en la zona y hacer soberanía. Yacimiento llamado fachinal (oro y plata), fue explotado pero con el fin de hacer soberanía. - Alemania no posee hidrocarburos, pero tienen grandes yacimiento de carbón, pero por la guerra nadie cedía en la venta, pero este utilizo una técnica para pasar de carbón a petróleo (Fluidización), sin beneficio económico, pero se veía en la obligación de hacerlo dado las circunstancias. Lo mismo ocurrió en Sudáfrica, antes de Mandela. Similar situación en USA, donde tienen todos los yacimientos agotados de manganeso y cobalto, donde son utilizados en aleaciones ferro-manganeso y cobalto. Estos productos son muy estratégicos. Y estos productos son muy estratégico en donde son utilizados en balatas, utilizado en empresas automovilísticas y el cobalto en aleaciones para aviones y naves espaciales. Los recursos de estos tipos están concentrados en Rusia (cobalto) y en el norte de áfrica, pero este último es una zona de conflicto, (racismo, etc.). Los yacimientos de nódulos de manganeso son encontrados en fondos marinos, la explotación es relativamente simple ya que esta disgregado, pero a mucha profundidad y no es económicamente viable pero USA subsidia esta explotación sin un beneficio económico, solo estratégico. Otro caso es Japón, tiene recursos de minería metálica pero no tan importantes, además tiene una legislación del medio ambiente muy estricta, tan así que no permite la depositación de estériles GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 7 ni tranques de relaves. Solo se permite la explotación por relleno y el relave es sacado en barcos. Pero el estado subsidia esta, consiguiendo que todo se acopio como reservas estratégicas, pero en caso de un conflicto utilizarlas. A nivel de empresa Epson, empresa petrolífera en los años 70 en la crisis, recibió una gran cantidad de ganancias y entro al negocio económico y decidió comprar la minera la disputada de las condes (bronces-andina) El estado era el dueño de esta empresa y vende en 100 -150 millones de dólares de los cuales 50 millones de dólares a personal militar. Oficialmente esta empresa no gano un centavo, pero esta buscaba, en términos legales era verdad, pero esta pidió un préstamo a una banca propia de su empresa, con intereses usureros que mostraba ninguna ganancia dado estos intereses. Luego vende a Angloamerican en 1300 millones de dólares, consiguiendo una experiencia en minería y desarrollando personal de confianza y desarrollar este negocio al extranjero y en otros lugares. 1.3. Yacimiento, conceptos básicos e importantes que definen a un yacimiento Estos son: - ley o calidad (yacimientos metalíferos y el otro yacimientos industriales, no-metálicos) - profundidad de emplazamiento - forma y dimensiones. Ley: Es la cantidad expresada en % del peso de él o los elementos químicos que caracterizan el yacimiento. Aquí son tan importantes tanto los elementos de los cuales se obtiene algún beneficio como de los elementos que implican algún castigo. Todos los yacimientos metálicos se expresan en ley mientras los yacimientos no metálicos se expresan en calidad. Así como Chuqui o cualquier yacimiento de Cu, está caracterizado por la ley de Cu, plata, molibdeno, también lo está por la ley de Arsénico, antimonio, etc. y según estas leyes el concentrado puede valor cero pesos. Yacimientos de Fe, caracterizados por la ley de Fe, titanio, etc. pero también la ley de azufre, ya que esta produce castigos. En los yacimientos de carbón, no está caracterizado por la cantidad de ley si no por el poder calorífero. Los yacimientos de caolín (papel) se caracteriza por la blancura o calidad, no por la cantidad de aluminio o silicatos. La baritina se caracteriza por el peso específico. Ley de cabeza: caracteriza la producción del día que llega a planta. Las próximas tres leyes caracterizan un yacimiento: Ley media: (Físico) Es el promedio aritmético ponderado de las leyes que caracterizan al yacimiento. Es un concepto físico por lo que no varía en el espacio y tiempo. Cada muestra es diferente en tamaño, en volumen y en peso por lo que se pondera esta. Si el peso específico es distinto en todas las muestras también se pondera por esta. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 8 Ley media (X) = ∑ (l i *w i *Pe i )/ (∑w i *Pe i ) ; cualquier calculo geoestadistico se basa en esto, parte de acá. Los siguientes conceptos, La ley de corte y ley crítica son conceptos económicos y varían según espacio y tiempo. Ley de corte: (Económico) es aquella ley con la cual se obtiene el beneficio, con el cual fue diseñado el negocio. Es variable en el tiempo, dado que es un concepto económico, Obs. Esta ley sube al haber alzas en los costos. Obs. Las leyes de corte han subido producto de la baja en el precio del Cu, al igual si existen huelgas. Lo mismo ocurre con la ley crítica. Ley critica: (Económico) Es aquella ley con la cual no se obtienen beneficios ni perdidas en el negocio, ley de equilibrio. Profundidad de emplazamiento: (presión litostática) Puede hacer que se descarte un proyecto ya que puede ser económicamente imposible realizar la explotación del mismo, debido a la profundidad de emplazamiento. Ejemplo, la presión litostatica, es confinante, estas presiones tienen valores iguales en todas las direcciones, por lo que si metemos una roca de 1 metros de diámetro y la instalamos a 3 kilómetros de profundidad esta va a disminuir su diámetro y va a sufrir una deformación plástica o dúctil, si esta misma esfera la lleva a superficie rápidamente esta se va a fracturar, ya que la roca a presión atmosférica se comporta de forma más frágil. A presión litostática cero, en la superficie, las rocas poseen un comportamiento frágil, por lo que se va a fracturar y a presiones litostática mayores las rocas pueden llegar a comportarse en forma dúctil. La profundidad de emplazamiento determina la cantidad de presión litostática que existe y sobre la base de esto, cuanta energía total se tiene que emplear. Por lo tanto, el método de explotación a cielo abierto (open pit) es más barato, porque la presión litostática es cero, la roca se fractura por si sola e implica menores costos. La presión litostática está relacionada con el método de explotación, esto dado que se necesita determinar la presión litostática que se encuentra sometida el yacimiento y así determinar también la energía necesaria para fracturarla, además de la energía libre de Gibbs, donde si esta también es muy alta entonces no va a fracturarse y se va a tener que pensar de otra manera. Forma y dimensión: La forma y dimensión del yacimiento determinan el volumen y el tonelaje contenido y además el método de explotación a utilizar y así conocer los recursos de este yacimiento. Luego conociendo estos conceptos vamos recién en pensar si es posible o no pensar en si es explotable o no. Mina: Conjunto de obras de ingeniería que permiten la extracción de la mena según el beneficio diseñado del negocio. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 9 2. EL NEGOCIO MINERO Análisis de acuerdo de las diferentes etapas reconocidas por el negocio minero: Esquema general DECISIÓN EXPLORACIÓN EVALUACIÓN DESARROLLO EXPLOTACIÓN PROCESAMEINTO REFINACIÓN MANUFACTURACIÓN COMERCIALIZACIÓN Decisión: Dentro de las distintas alternativas posibles de inversión, la minería sólo representa una de las posibilidades que existen en el mercado, por lo cual se debe pensar en responder en dos de las grandes interrogantes. ¿En qué invertir? Para poder responder esta pregunta se debe tener claro una serie de puntos, los cuales, en cierta forma, definen el problema: - Rentabilidad: En el caso del negocio minero la rentabilidad es muy alta en comparación al resto de los negocios, sólo siendo superada por el tráfico de drogas. Esta alta rentabilidad esta asociada al alto riesgo de la inversión. - Disponibilidad de dinero: La disponibilidad del capital para realizar la inversión se puede obtener mediante capitales propios o un préstamo (disponibilidad de dinero o capitalización, capitales de inversión). - Riesgo: El riesgo de la inversión en el negocio minero esta asociado a la inestabilidad del mercado. - Mercado: Es inestable en el tiempo, los valores de venta pueden tener grandes variaciones en el tiempo y es imposible de determinar valores de transacción en el mediano a largo plazo. - Monto de la inversión: El monto de inversión es alto y va desde unos cientos de millones de dólares, en el caso de los cuerpos Estratolígados Vulcanogénicos; a más de mil quinientos millones de dólares en el caso de los Pórfidos Cupríferos. - Tecnología: Corresponde a la disponibilidad de tecnología para el desarrollo sustentable del proyecto minero. - Tiempo de amortización (duración del negocio y amortización del capital): Es muy largo el periodo de amortización superando los 80 años en algunos casos, en comparación con la venta de un edificio, en el cual el tiempo de amortización es el tiempo en que se demora en vender el edificio. La magnitud de la inversión del negocio minero, dentro de la mediana minería se necesita por lo menos de 100 millones de dólares, donde otros negocios que requieren montos altos de inversión GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 10 son: obras urbanas, autopistas, centrales hidroeléctricas, gran minería, donde estos ejemplos necesitan miles de millones de dólares. La rentabilidad en minería es sobre el 100% del capital invertido anual, donde la rentabilidad del negocio minero es de 5000-6000 millones de USD, (sobre el 100% del capital invertido anual. Los negocios con mayor rentabilidad en el mundo (sobre 100%) son la minería, tráfico de armas, drogas y tráfico de seres humanos (donde destaca el riesgo de la legalidad). El riesgo en la minería esta dado por el mercado, y dado las características de este, el mercado es incierto en la minería, el precio del cobre no se puede predecir ni siquiera para mañana y el tiempo de duración de un negocio minero es de 50 años, (a veces como mínimo). Lo opuesto serian los supermercados y autopistas donde el riesgo es prácticamente cero y a veces es respaldada por el estado, pero maneja una rentabilidad muy baja, 10-30%. La tecnología, en términos de marca registrada, un ejemplo claro es la compañía minera Pudahuel, su negocio no es la extracción de minerales si no el proceso por extracción por solvente, este vende las plantas instaladas con el proceso (patentado alrededor del mundo). Antofagasta minerals tubo que indemnizar a esta compañía minera en varios de cientos de millones de dólares, al utilizar el proceso diseñado por la compañía Pudahuel. Otro ejemplo es la producción de Vanadio, en chile es la primera productora a nivel mundial, pero no recibe ningún ingreso por esta venta. El vanadio se encuentra dentro de la estructura de la magnetita, y se obtiene por tostación y lixiviación alcalina de la magnetita para separar el vanadio. CMP, invirtió para la extracción de vanadio, pero este tiene un muy alto costo. Las variables vistas son muy difíciles de cuantificar, pero se pueden simular computacionalmente, sin embargo sólo se puede obtener un porcentaje de probabilidades de éxito. El análisis del negocio minero es diferente a los otros y no se puede efectuar con técnicas analíticas comunes. ¿Dónde invertir? Una vez que tenemos definida nuestra inversión (minería), se debe definir en que tipo de yacimiento deseo invertir, para lograr responder esta pregunta debe tener en claro los siguientes aspectos: - Geología: Corresponde al estudio de las zonas en donde, desde un punto de vista geológico, es posible encontrar el tipo de yacimiento que se desea encontrar. La geología básica es un área estratégica para el país y por eso el gobierno es el encargado de proporcionar esta información. En muchos países el ministerio del interior se ocupa de la geología básica. En chile la mayoría de los yacimientos metalíferos esta entre la primera y cuarta región y esto se debe a que no se conoce la geología básica del sur de chile. Desde el 73 en adelante casi no se ha invertido en geología básica. - Legislación (tributaria, laboral, minera): Corresponde al estudio de las condiciones legislativas en la cual va estar expuesta la inversión. Se analiza la legislación para saber qué país, será el propietario del yacimiento, donde las tributaciones serán menores, donde pagara salarios más bajos y donde ojala no haya legislación para proteger el medio ambiente. Un ejemplo es Highland Valley, el costo operación era de 0,68 dólares y el precio del cobre bajo a U$65, el sueldo promedio de los 980 trabajadores era del U$17,70 la hora y esta mina tuvo que cerrar por esto. - Estabilidad (política, social, medio ambiente y legal): En general es un término de estudio para la estabilidad de la inversión a largo plazo. A este punto nos interesa que no “cambien las reglas del juego” (legislación) una vez instalado en el país. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 11 - Tradición minera: Disponibilidad de mano de obra calificada para el desarrollo y funcionamiento del proyecto. Esto implica tener mano de obra y profesional mineras competentes. - Infraestructura: Acceso a energía barata, disponibilidad de puertos y carreteras para el transporte del material, poblados cercanos, acceso a luz y agua, etc. Por ejemplo los yacimientos de litio (baterías, aire acondicionado, etc.) que están en Bolivia, en el salar de Uyuni no están siendo explotados por problemas de infraestructura, a pesar de riqueza. En chile si se explotan que hay dos ferrocarriles cerca y caminos pavimentados y poblados cercanos (Toconao y San Pedro de Atacama). Un caso similar ocurre en argentina, la minería es muy poco desarrollada, por la falta de infraestructura, por esto mismo se firmo un tratado en que se puede sacar por Chile lo que explotan en Argentina. - Ubicación geográfica: Corresponde a la ubicación geográfica del yacimiento, ya que bajo ciertas condiciones de clima pueden ser imposible de explotar el yacimiento o la posibilidad de estar expuestas las instalaciones a riesgos de aludes o avalanchas. Además es importante respecto al clima, una mina en alta montaña por ejemplo el rendimiento intelectual y físico es menor, se debe retirar nieve en caminos y se deben proteger plantas de concentración. El método de simulación Montecarlo entrega un porcentaje de factibilidad de un proyecto económico, con relación a una serie de variables. Para tomar esta decisión se emplea métodos de simulación computacional (Montecarlo, que entrega un probabilidad de éxito o de fracasos ya que las variables a considerar son demasiadas. La adquisición de un yacimiento se puede realizar mediante dos formas, la primera mediante búsqueda de un yacimiento nuevo y la segunda a través de la compra de un yacimiento conocido a un tercero. Esta última opción es más cara que la primera debido a que el dueño debe recuperar lo invertido en la exploración y el riesgo asociado es casi nulo. 2.1. Compra de un yacimiento existente Se realiza a través de un contrato de “Opción de Compra” (O.C.) y este contrato difiere según la legislación del país, en este se establece que: - Precio de venta del yacimiento. - Monto a pagar por la opción de compra. - Los tiempos de la duración de la opción de compra, normalmente son dos periodos, el primer periodo de un año y luego el segundo periodo de seis meses. . - Posibilidad de prorrogar la opción de compra por un determinado precio. - La forma de pago de yacimiento. Existen cuatro modalidades de forma de pago: 1. Contado. 2. Crédito. 3. Joint Venture: dueño y eventual comprador se asocian para el negocio, normalmente el dueño ingresa como aporte de capital el yacimiento y el comprado ingresa el capital de inversión. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 12 4. Regalía: El yacimiento se paga mediante un porcentaje de la producción que en él exista, por un determinado tiempo. En esta se establece un mínimo de producción, entonces el comprador puede explotar el yacimiento a la mínima producción hasta pagar la regalía y luego aumentar la producción. En este también se establece el tiempo. El pago de la opción de compra tiene como límite el 10% del precio final del yacimiento, además el tiempo de la opción de compra es de un año como máximo y la prorroga es de seis meses. Se establece la obligatoriedad por parte del dueño de entregar toda la información disponible sobre el yacimiento, y al mismo tiempo de dar las facilidades para que en él o en los periodos de O.C., el actual comprador haga todos los estudios en el yacimiento, ya sea sondajes, labores, pruebas metalúrgicas, muestreos. etc. para llegar a una buena toma de decisión. Al final del primer periodo de O.C. existen tres alternativas para el comprador: - Si la información existente más la adquirida da como resultado la adquisición del yacimiento, se paga el valor del yacimiento establecido en la O.C y se finiquita el negocio, se paga los montos establecido, menos la opción de compra. - Si la información existente más la adquirida da como resultado desechar el negocio, se pierde el dinero pagado en la O.C. y no tiene ninguna obligación de entregar la nueva información adquirida. - Si toda la información no es suficiente se opta por un segundo periodo de O.C. (6 meses). Durante este periodo se realiza los estudios adicionales, en donde se tiene que pagar una nueva suma de dinero establecida por contrato. Al final del segundo periodo de O.C. se tiene sólo dos alternativas: - Finiquitar el negocio, si toda la información es favorable, con lo que paga el negocio, por el monto establecido y de la forma establecida, menos la opción de compra. - Desechar el negocio y en este caso se pierde lo pagado por la O.C., en ambos periodos y el comprador es dueño la nueva información. Tres ejemplos concretos realizados en nuestro país lo constituyen los yacimientos de El Abra, Andacollo Cobre, Los colorados: El Abra es un pórfido cuprífero, en la segunda región, que antes era perteneciente a CODELCO, el cual lo ofreció en licitación pública la opción de compra, donde se establecía las siguientes condiciones: Codelco aportaba el yacimiento como capital y el comprador todo el capital de inversión, la segunda condición en base a la legislación de Codelco, este tendría el 50% y el comprador el 50%, pero a Codelco le pertenecía la administración. La licitación fue ganada por St. Joe y Cyprus (multinacional del Cu). Pasado el primer periodo de la opción de compra St. Joe desistió del negocio quedando solo Cyprus para optar a un segundo periodo, al final de este periodo Cyprus decidió finiquitar el negocio y se asocio con CODELCO para formar la asociación el Abra que es el que explota el yacimiento. Los términos de este Joint Venture establecían que CODELCO aportaba el yacimiento y Cyprus el capital para la puesta en marcha. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 13 Posteriormente Philpdodge compro toda la compañía Cyprus del mundo y paso a ser socia de Codelco, en el abra, en este entonces Philpdodge explotaba Candelaria, y hace dos años Freeport compro a este ultimo y paso a ser socia de Codelco y dueña de Candelaria. Andacollo se encuentra en Coquimbo cuarta región, es un pórfido cuprífero en explotación en la cordillera de la costa (único). Además posee un sector con oro. El pórfido cuprífero de este, pertenecía a ENAMI, la mayoría de las pertenencias y está en una licitación pública, lo ofreció en O.C., donde el contrato establecía que: ENAMI seria dueño del 33% y el comprador del resto, aportando el capital de inversión. Además ENAMI establecía que el yacimiento debía ser explotada en rajo abierto con un mínimo de producción anual., La licitación la gano: Placer Dome (Coipa y socios de La Escondida), debido a las garantías y fundamentalmente por el capital disponible, ENAMI entregó el yacimiento a Placer Dome. En el primer año de opción de compra placer Dome no realizo una campaña grande de sondajes e invirtió cerca de 20 millones de dólares, al final de este primer periodo desecho el negocio por dos problemas serios; primero no existía recursos de agua, este hizo los estudios de utilizar agua de mar, bombeándola del mar a Andacollo pero el costo se elevaba y el segundo problema era el alto contenido de mercurio en el yacimiento, donde el mercurio se encontraba como impureza. La concentración de cobre que tiene el mercurio nadie lo compra por problema de que en la fundición el mercurio se evapora, dado su alta volatilidad y se transforma en gas, con lo que se puede contaminar el aire y agua.. Placer Dome perdió más de 20 USD$ entre la O.C. y la exploración. Finalmente y principalmente por problemas metalúrgicos (alto % de Hg y leyes de cobre marginales) Placer Dome desistió del negocio. Entre O.C. y estudios realizados Places Dome invirtió 20 millones de dólares, cantidad de dinero que eventualmente perdió. Posteriormente ENAMI volvió a dar en opción de compra a Andacollo con las mismas condiciones pero sin restricciones en la explotación y la licitación la gano entre Tungsten asociado con CMP, al final del primer periodo de opción de compra la sociedad de Tungsten y CMP decidieron formalizar y llevar a cabo el negocio y bajo los términos de la O.C. Sin duda se compro la información de Placer Dome, pero para explotar los sectores con bajo contenido de mercurio. Ahora el yacimiento esta en explotación y hace un par de años CMP vendió su participación a Tungsten. En la actualidad los socios son ENAMI y Tungsten. El yacimiento los Colorados corresponde a un yacimiento de Fe ubicado en la III Región, inmediatamente al interior de Vallenar y es el mayor productor de fierro en Chile (5 millones de toneladas, más de la mitad de la producción en Chile). Este yacimiento fue descubierto y evaluado por CMP, para reemplazar la producción de Andacollo, donde este alimentaba a la planta de Pellets de Huasco y Colorados. CMP decidió vender en opción de compra a Mitsubishi (importante comprador de hierro de CMP), en el contrato establecía que ellos aportaban el yacimiento y que el comprador el capital de inversión, y formando una sociedad del 50% cada una, además establecía que toda la producción debía ser vendida a la planta de Pellets de Huasco, pero Mitsubishi puso una condición adicional donde la administración quedaba para ellos y que un % de la producción de la planta debía ser vendida a ellos en un precio fijo por un numero de años ( Valley, Brasil y Bhp Australia fijan el precio del hierro según el precio de venta que se haga y este sirve como referencia). Después del primer periodo de O.C. Mitsubishi decidió finiquitar el negocio bajo los términos del contrato, y se formo la compañía minera el Huasco, quien se encuentra en el negocio y explota el yacimiento. El yacimiento entró en explotación en 1997. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 14 En los últimos años Mitsubishi adquirió paquetes importantes de CAT y más adelante también de CMP. La otra opción es buscar un yacimiento, en la que se realiza mediante la exploración. 2.2. Buscar un Yacimiento Nuevo Esto representa una menor inversión que comprar un yacimiento conocido. Exploración: en términos anglosajones, es la búsqueda racional y sistemática de un nuevo yacimiento geológico (será un yacimiento minero según lo demuestre la evaluación). Prospección: en términos europeos no anglosajones es equivalente a exploración y exploración en estos mismos términos, es la búsqueda de nuevos recursos en un yacimiento conocido. La búsqueda de un yacimiento geológico es el objetivo de la exploración. La búsqueda de yacimientos nuevos en la actualidad está referido a yacimientos ciegos, que no afloran en superficie (ya que los que afloraban el 99.9% ya fueron descubiertos). por esto necesariamente la búsqueda de una mena o yacimiento se debe realizar basándose en un modelo empírico. Normalmente se asocia la exploración a un mayor riesgo, sin embargo la exploración si se analiza considerando ciertos aspectos el riesgo sería nulo. Con lo que para obtener una exploración exitosa y riesgo sea casi nulo se requieren tres condiciones a realizar: i) Una exploración se debe realizar en base a un modelo del yacimiento que se busca, ejemplo, burdo, per didáctico, si queremos encontrar rinocerontes, debo tener una imagen, hábitat, etc. Para encontrar pórfidos cupríferos debo conocer el ambiente geológico y la expresión superficial, para obtener un modelo empírico no teórico. ii) La exploración debe realizarse en etapas bien definidas y secuenciales, estas son: a) Exploración geológica: el objetivo es buscar y encontrar el ambiente geológico adecuado al tipo de yacimiento. b) Exploración geoquímica: el objetivo es encontrar un yacimiento geológico, es decir, el resultado de esta exploración si es positivo se tiene un 100% de seguridad de que existe un yacimiento. c) Exploración geofísica: el objetivo es determinar una aproximación algunos parámetros del yacimiento fundamentalmente, formas, dimensiones, profundidad de emplazamiento. d) Sondajes exploratorios: El objetivo de este es acceder al yacimiento para obtener muestras de él. A medida que se avanza en las etapas de exploración se va aumentado el tiempo y dinero invertido en esta, en esta misma también se habla de un “blanco de exploración” ya que se parte de un área muy extensa a una más pequeña. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 15 iii) La exploración debe hacerse con una inversión sistemática por lo menos diez años con una inversión constante anual, y normalmente se habla de una inversión de dos millones de dólares anuales. La exploración es un buen negocio, ya que existen compañías Junior dedicadas a explorar para luego vender estos yacimientos. El capital que obtienen para operar lo adquiere por capital de acciones, donde algunas de estas bolsas como Toronto, Londres y Australia colocan acciones a la venta del proyecto, y así se financian, colocando el proyecto, lugar bien definido, etc., dentro de la bolsa. (Lima está tendiendo a darse una apertura para esta venta de acciones). INVERSIONES EN EL AREA MINERA Inversión en exploración (1996) Inversión por producto (1996) Variación de la inversión en exploración en América del Sur % de América del Sur País 1994 1996 Chile 30 18 Perú 9.3 17.8 Brasil 11.9 14.2 Argentina 6 8.6 Venezuela 11.5 2.5 Total de inversión en 1996 US$ 180,000,0000.- Recuperación de la inversión en exploración Total de inversión en Chile (Millones de US$ normalizada a 1994) Intervalo de tiempo Cu Au - Ag Total Chile 1970-1978 58 6.9 64.9 1979-1987 281.5 210.2 419.7 1988-1992 230.5 200.2 430.7 1970-1992 570 417.3 987.3 Área US$·10 6 A. Latina 963 Australia 666 Canadá 460 África 418 Pacífico SE 415 USA 340 Resto del mundo 260 Total 3,520 Producto % del total Oro 61 Cu, Pb, Zn, Ni 31 Diamante y otros 8 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 16 Descubrimientos Económicos Intervalo de tiempo Cu Au – Ag Total Chile 1970-1978 5 1 6 1979-1987 17 23 40 1988-1992 20 8 28 1970-1992 42 32 74 US$·10 6 por Descubrimiento 13.5 32 74 Proyección precios de metal (1994, US$) Metal Base precio Límite inferior Esperado Límite superior Cu Libra 0.7 0.9 1.2 Au Onza 300 400 525 Mo Libra en concentrado 2.25 3.00 4.5 Ag onza 3.25 5.00 6.5 Parámetros promedios de desarrollo minero para yacimientos descubiertos Parámetro Total Chile Cu Au - Ag Nº de descubrimientos económicos 71 42 32 Reservas recuperables x10 6 99 160 20 Capacidad de procesamiento (1000 T/ Año) 3920 5530 1800 Vida productiva de la mina (años) 13 17 9 Costo 106 148 51 Costo unitario producción (US$/Ton) 16 13 19 Ingreso Unitario (US$/Ton) 26 22 32 Ganancia Total (Millones de US$) 1437 2260 357 Este estudio fue financiado por algunas empresas, mismas que se encuentran en este estudio. Para encontrar un yacimiento de Cu, Au-Ag se gasto en promedio: X cu = 570.0/42=13.57 X au-Ag = 13.04 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 17 Con lo que se obtienen ganancia por siete veces más en cobre que en oro, ¿entonces por qué se invierte en oro? Una de las razones es la mayor ganancia unitaria y capital de inversión es un tercio que en los yacimientos de cobre, entonces se recupera más rápido y es menor esta inversión, además de que la vida productiva de estos yacimientos es menor por lo que implica un menor riesgo. Como conclusión se puede decir que tomando en el largo plazo el riesgo es nulo según el estudio anterior. Hay que tomar en cuenta que estas cifras se encuentras distorsionada por escondida por lo que hay que considerar el total de ganancia baja a 1500 millones de dólares promedio, entonces Escondida gana mayor a 30.000 millones de dólares, pero esta ganancia a 0,9 US$/libra. Yacimientos descubiertos (1970-1992) Cobre Oro y Plata Candelaria Con Con Cascada Azul Chimbredos Esperanza Cascada Azul Oeste Choquelimpie Cerro Colorado Churrumato Cuerpo negro El Bronce de Petorca Damiana El Indio Doña Roza Guanaco Emperatriz Tambo Escondida Fachinal Estefania Faride Ivan Farallón Bajo Julio la Coipa Las Cruces Las Palmas Las Pascualas Las Vacas Lince Nevada (Pascua) Los Pelambre Pedro Valencia Mercedes Malaquita Refugio MM Central Río del medio Monica Magin San Cristóbal Monte Cristo Cilico de Hueso Quebrada Blanca Socorro Norte Rosario Tocones Santa Catalina Tres Perlas Sur Sur Tres Perlas Oeste Tesoro Leonor Tierra Amarilla Tierra Amarilla Norte Trinida Ujina Zaldívar Iván Zar GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 18 Durante la exploración se pueden diferenciar tres etapas: Geológica Riesgo Exploración Geoquímica Geofísica t $ En el negocio minero la justificación de la inversión se basa en la disminución de los riesgos y no de los costos. 2.2.1. Exploración Geológica Su objetivo es encontrar y buscar las condiciones geológicas favorables al yacimiento que se desea encontrar. Aquí no se pretende encontrar el yacimiento, si no que se quiere determinar las condiciones favorables para la existencia de este. Para esto se realizan los siguientes análisis, los cuales son crecientes en tiempo y costo, pero decrecientes en áreas de análisis. Imágenes satelitales: Mediante el análisis computacional de las imágenes satelitales se selecciona un área adecuada para la existencia del yacimiento que se desea encontrar, estos estudios permiten disminuir el área de interés estas aéreas se estudian a través de las imágenes aéreas, nuevamente buscando rasgos favorables para la condición del yacimiento, ejemplo estructuras, tipo de roca, alteración, etc. con esto volvemos a disminuir el área de interés. Imágenes aéreas: Las áreas más favorables para la presencia de un yacimiento son tomadas con fotografía aérea y son analizadas con mayor detalle. Mapeo geológico de detalle: En el área seleccionada se realiza un mapeo geológico de detalle cualitativo y cuantitativo, a escalas de 1:1000 o 1:10000 dependiendo del tipo de yacimiento que se busca. Este mapeo es temático siendo cualitativo y además cuantitativo. Se pueden confeccionar los siguientes mapas: - Mapas Litológicos: Con las dimensiones exactas de los afloramientos que se encuentren. - Mapas Estructurales: Se detalla no solo el tipo de estructura presente sino que cantidad, sus dimensiones y ubicación exacta de estas. - Mapas de Alteración: Con la presencia de minerales de alteración y se marca la abundancia de ellos o se detalla la proporción de minerales presentes. También existen mapas especiales según el tipo de yacimiento que se busca. Al final de la exploración geológica se va a determinar un área que tenga las condiciones favorables para la existencia del yacimiento. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 19 2.2.2. Exploración Geoquímica Su objetivo es encontrar un yacimiento geológico, vale decir, si el resultado de la Exploración Geoquímica es positivo, se tiene la certeza absoluta que en profundidad existe un yacimiento sin conocer su forma, dimensiones, leyes, característica de menas ni profundidad. Sin embargo si el resultado de la exploración es negativo, no se tiene la certeza absoluta de que en subsuelo no exista un yacimiento geológico. Sí este yacimiento es o no minero se va a determinar en la Evaluación. La exploración geoquímica se basa en un principio que se conoce con el nombre de “principio de dispersión de los elementos”, dispersión que puede ser primaria o secundaria. Dispersión primaria: En esta existe un mismo tipo de roca y no hay formación de minerales nuevos pero si hay una concentración mayor de minerales, si en el caso anterior dado una solución hidrotermal ascendente va además de formar el yacimiento, esta solución también emigra y adiciona a otras partes, enriqueciendo a las rocas del sector circundantes, ejemplo si antes eran 50 ppm ahora son 1000 ppm, este aumento ocurre sin que hayan cambios mineralógicos. Se produce por el mismo proceso y tiempo a la que se formo el yacimiento, existiendo una emigración de los iones en solución hacia la periferia del yacimiento, aumentando el porcentaje de estos en la roca de caja. Si la roca de caja es muy impermeable (Ej. Andesita), el contenido de los iones que caracterizan al yacimiento será baja. Dispersión secundaria: Es la que se produce por procesos posteriores a la formación del yacimiento, tales como la formación de suelos, crecimiento de vegetación con mayor cantidad de minerales sedimentos con mayor contenido, erosión, lixiviación de las aguas, etc. En todos estos casos se produce la redistribución de los elementos, por procesos secundarios que ocurrieron con posterioridad de los procesos de formación de los yacimientos y esta redistribución es en áreas más extensas, esta distribución (dispersión) secundaria estará reflejada por los contenidos de esos elementos en los suelos, sedimentos, vegetación, agua. De aquí en adelante la exploración pasa a ser un problema estadístico dejando de ser un problema solamente geológico o minero. Se trata de determinar sí en las rocas del área favorable; en los suelos, sedimentos, vegetación o en el agua existente, hay valores estadísticamente anormales de los elementos. Valor Anormal: Aquel valor que es mayor al Background + no (“n” veces la desviación estándar) El background: es el valor de fondo y corresponde al promedio aritmético de la población no afectada por la dispersión y la desviación estándar es de esta población no afectada por el yacimiento. Si nuestra población de valores no afectada por el yacimiento tiene una distribución normal, tendrá dos desviaciones estándar. El valor de n será 2 si la población de valores de fondo corresponde al mismo material, de la misma edad y formado por el mismo proceso y se incrementara si la población de valores que se compara es diferente. Otro ejemplo si la roca alrededor del sector de interés son del mismo tipo, n>=3 pero por el contrario si son areniscas entonces no se puede comparar y se busca comparar con rocas de otro sector, mayor área, entonces ahora el n es mayor que el que determinamos anteriormente. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 20 Para que exista un yacimiento la población de valores anómalos, este deberá ser a lo menos el 50% de toda la población en estudio, con esto me aseguro que la curva se desplaza y no sea parte de la población original. Etapas de la exploración geoquímica 1) Diseño de la malla de muestreo Es común para cualquier problema estadístico. Constituye un compromiso entre lo que se debe hacer desde un punto de vista estadístico y lo que es factible de realizar bajo un punto de vista económico. La cantidad de muestras que el presupuesto permite recoger, se distribuirán mediante una malla regular, por lo general cuadrada. Mallas cuadráticas y x-dimensionales. Mayor numero de muestras implica menor riesgo y error pero por el contrario mayor inversión. Si en forma adyacente al área de interés existe una zona de afloramiento de rocas que correspondan al mismo tipo litológico y edad geológica, se procederá al diseño de una malla más amplia que la anterior, con el fin de recolectar una población de muestras que representen al Background. Se debe ser riguroso cuando se muestrea, estos son problemas estadísticos. Mapas temáticos cuantitativos anteriormente y con esto se puede hacer mallas. También se puede hacer rediseños de mallas, si la malla de muestreo no cae en puntos de interés. 2) Materialización en terreno de los puntos de muestreo Este puede realizarse con elementos topográficos o con un muy buen GPS, aun que este último no se recomienda dado que tiene un error asociado de 50 cm o más. Se individualizan cada uno de los puntos en terreno mediante topografía, determinados en coordenadas UTM o geográficas, la ubicación de cada uno de los puntos se va a representar en terreno mediante estacas o banderolas, indicando el número del punto, las coordenadas UTM y cota. Se utiliza estaca o banderola dependiendo de la situación geográfica y el tipo de vegetación en la zona, con lo que las estacas se utilizan cuando no hay vegetación o muy baja de esta, por el contrario si es muy larga la vegetación, se utilizaran las banderolas, palos largos o coligue y se anota lo antes nombrado. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 2 4 6 8 10 12 Background distribucion anormal de elementos GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 21 3) Toma de muestras Por razones prácticas, la toma de muestras se realiza casi en forma simultanea a la materialización de los puntos en terreno, de esta forma se ahorra tiempo, dinero y evitando problemas por la perdida de las estacas o banderolas, con lo que se realiza de forma poco desfasada al punto anterior, no se necesita que todos los puntos este marcados. La técnica de la toma de muestras va a depender del tipo de dispersión que se esté analizando, implica un principio de distribución diferente. Primaria¬Rocas 1 Secundaria¬ Suelos Sedimentos Vegetación Agua El uso de la dispersión primaria o secundaria, va a depender del lugar en que se realiza la exploración geoquímica. Muestras de Rocas: En cada uno de los puntos de muestreo se define un área circular de un metro de diámetro, tomada desde la estaca, se sacan rocas con picota minera o martillo geológico y se recolectan trozos de roca hasta completar 2 Kg. de muestras. En el caso de que no se encuentre roca aflorando en el punto, se dejará sin recolectar. Cuando hay dos tipos litológicos, se toma una muestra parcial de cada una de ellas (Rx 1 50% y Rx 2 50 %), constituyendo submuestras. Esta muestra se coloca en una bolsa de plástico grueso limpia, ningún trozo de roca se marca, se usan talonarios especiales, que tienen tres partes con dos desprendibles. En la tres partes simultáneamente se pone el número de punto, la coordenada UTM, cota, nombre proyecto, fecha, nombre persona que esta muestreando y cualquier observación que sea pertinente. Una parte se coloca en la bolsa con la muestra, la otra parte también se corta y se corchetea a la bolsa de la muestra y la tercera se guarda de respaldo. Si se elige la dispersión secundaria se sacan muestras de suelos o sedimentos o vegetación o agua y no en forma combinada debido a que son poblaciones diferentes. Muestras de Suelo: Se realiza un hoyo de 10 cm de diámetro, eliminando todo tipo de materia orgánica y se va a profundizar para sacar raíces, etc. y se va a muestrear la zona arcillosa y se tamiza bajo 200 mallas, se tamiza en terreno de manera tal de dejar sólo el material arcilloso (en donde más se fijan los elementos, arcilla, filosilicatos, espacios atómicos), dejando una muestra de 1Kg; para realizar este procedimiento, no se deben utilizar elementos metálicos, siendo los elementos de muestreo plásticos (pala y tamiz), para no falsear la muestra. Muestras de Sedimentos: El procedimiento es semejante al muestreo de suelos, pero se saca todo el material y todo se tamiza bajo 200 mallas hasta completar 1 kilogramo de muestra y se coloca en bolsas plásticas y se etiqueta igual a las muestras de roca. 1 Es el que otorga una mayor certeza, por lo que se debe preferir. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 22 Muestras de Vegetación: Se define un área de 1mt de diámetro y dentro de esa área se recolectan las hojas de la vegetación de una misma especie vegetal, hasta completar muestras de 1Kg, si existe más de una especie se forman submuestras, y se guardan en bolsas plásticas. Muestreo de aguas: Se muestrean hoyas hidrográficas en afluentes. El patrón de muestreo debe ser regular, se recolecta el agua en recipientes plásticos con tapa plástica de 250 cm 3 a lo largo de caudales presentes en la zona (quebradas, ríos, vertientes, etc.). El muestreo es de forma equidistante y en cada uno de los puntos. El frasco se marca con plumón permanente. 4) Preparación de las muestras En el problema minero las muestras se preparan a diferencias del resto, de los problemas estadísticos. En minería se persigue dos objetivos, homogenizar y disminuir el volumen de la muestra y para lograrlo se cumplen las siguientes etapas: chancado, donde este se realiza normalmente con chancados de mandíbulas, y molienda, se usan molinos de discos. Tanto para el chancado y molienda, las mandíbulas y discos no deben tener ninguno de los elementos que se van a analizar, así no exista contaminación de la muestra. El fabricante debe entregar el análisis químico de las mandíbulas y discos, se debe ver. Se debe realizar un tamizado bajo doscientas mallas, nuevamente el tamiz que se use no puede tener el elemento que se va analizar, ejemplo el cobre, con lo que el tamiz no puede ser de bronce. La fracción que quede sobre doscientas mallas se va nuevamente al molino hasta que toda la muestra este bajo doscientas mallas. La muestra en todas las etapas debe ser entregada en material desechable sin elementos metálicos. Luego se debe homogenizar la muestra, este procedimiento el más conocido es el roleo (muestra en un papel de diario y se mezcla levantado las esquinas). Luego se va a disminuir el tamaño de la muestra y lo más común que al laboratorio valla no más de 10 gramos. Esto se puede hacer de forma manual o automática (semiautomática). Forma manual es el cuarteo. Lo que queda de muestra se conoce como rechazo de muestreo y se guarda en frascos plásticos (con forma de cubo y tapa plástica, boca ancha), se etiqueta con plumón permanente, con la misma información de la muestra original y se guarda durante toda la vida del proyecto. La muestra de 10 gramos que se manda a laboratorio se manda en bolsas plásticas y/o frascos y se etiqueta con código de barra, el laboratorio o debe tener nada sobre el origen y propósito de la muestra. Se manda un 10% de duplicado, ejemplo 100 muestras entonces 110 muestra se envían. Los duplicados no pueden tener el mismo código que la muestra original, el objetivo de estos es controlar los resultados de laboratorio y verificar que se mantenga la misma situación de análisis. Una vez terminado con todo el proceso de las muestras, se desecha todo los papeles con polvo y se limpia el laboratorio, se limpia con aire comprimido, los chancadores, tamices, molinos, teniendo buena absorción de polvo , no se puede en un mismo recinto estar preparando las muestras de forma GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 23 simultánea por contaminación. En producción se tienen varias unidades, separadas de preparación de muestras, aisladas de contaminación de polvo. Rocas: Se sigue todo el procedimiento anterior. Suelos o Sedimentos: Parte de la preparación de las muestras se realizo en terreno (tamizado), en el laboratorio se realiza el roleo y el cuarteo. Vegetación: Cada muestra es pesada con una precisión de decima de gramo, posteriormente, en un horno es calcinada la muestra para la eliminación el agua y la materia orgánica, finalmente se pesan las cenizas y se homogenizan y se disminuye el volumen de este. Aguas: Cada muestra se filtra para eliminar los sólidos en suspensión, ya que tan sólo interesan los iones en solución. Una vez filtrada con una pipeta se saca 10 cm 3 y se ingresa a un frasco y se etiqueta con código de barra. También debe haber un 10% de duplicado. 5) Análisis químico: Como la cantidad de muestras es alta y la cantidad es baja del elemento a analizar, se utilizan métodos instrumentales, tales como: - Absorción atómica - Emisión de Plasma - Fluorescencia de rayos X - Activación neutrónica Los diferentes métodos se utilizan para diferentes elementos y de acuerdo al elemento este va a tener un límite y su precisión. Existen dos problemas, reproductividad de los análisis y error analíticos, estos dos problemas se producen por factor humano o instrumental. Reproductividad de los análisis, está controlado por los duplicados, dos muestras iguales deben tener un similar valor. Error analítico: lo anterior puede ser así pero también quizás no son reales, entonces se deben enviar muestra de control a un laboratorio especializado en esto, ejemplo SGS, dos veces al año. Pero en laboratorio se envían 10 gramos pero aquí se utilizan normalmente solo dos gramos y se produce unos 8 gramos de rechazos de análisis y estos se mandan al laboratorio de control y la selección de estas muestras se manda al azar (los del control). Con lo que puede ocurrir que los resultados se confirmen con un margen de error y también se puede dar que los laboratorios de control no confirmen el resultado, por problemas del primer laboratorio o del laboratorio de control, con lo que se puede enviar las muestras aun tercer laboratorio. Los análisis geoquímicos tienen un tercer problema, el límite de detección, las cantidades de elementos que se van a analizar son partes muy pequeñas, partes por millón o partes por billón. Además de informar el elemento que se quiere analizar, se debe determinar además para cada uno de los elementos la mínima cantidad o concentración a la cual la muestra se analizara, para definir el método. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 24 6) Estudio estadístico de los resultados Los objetivos del estudio estadístico son: 1. Verificar si la población de valores del área de estudio es diferente de la población de valores del mismo elemento que existe en el Background, determinar si es una población normal o anormal, donde se deben determinar todos los parámetros estadísticos. 2. Establecer que al menos el 50% de los valores analíticos de cada elemento es mayor al valor que se define como anomalía, entonces se tiene la seguridad absoluta de estar en presencia de un yacimiento geológico. 7) Construcción de curvas isoleyes Para cada uno de los elementos analizados, se construyen mapas con curvas de ley (isoleyes), para esto en cada uno de los puntos de la malla se va a plotear el valor encontrado para cada elemento, ya sea a mano o a través de un software apropiado y posteriormente utilizando la misma técnica de la construcción de las curvas de nivel, se trazan las curvas de igual valor. Entonces existirán mapas para cada elemento analizado. Los valores encontrados y la forma de las curvas isoleyes no son indicativos ni de las leyes, formas, dimensiones y profundidad de emplazamiento del yacimiento. Si el resultado es positivo para la exploración geoquímica se tiene la certeza absoluta de la existencia de un yacimiento, en cambio si el resultado es negativo no se tiene la certeza absoluta de la no existencia del yacimiento, por ejemplo la silicificación de la roca no permite la dispersión primaria ni secundaria pero debajo de esta alteración si existe un yacimiento. La exploración geoquímica no es aplicable a todos los tipos de yacimientos. Sólo se puede usar en los yacimientos donde la concentración de él o los elementos es varias veces de magnitud superior al del entorno. Por ejemplo para un yacimiento de Fe no sirve el método geoquímico, de igual forma para los yacimientos de aluminio, en cambio un yacimiento de cobre es explotable con una concentración de 0,7 a 0,8 % de ley y esta concentración es enormemente mayor a la concentración que hay en la corteza que es de aproximadamente 20 ppm, enorme diferencia en el yacimiento. Este método no se puede utilizar para encontrar yacimiento de Fe y ni de aluminio. Con los precios que existen un yacimiento de fierro puede ser explotado hasta con un 20% de ley. Lo normal en la corteza habla de un 8% y si manejamos dos deviaciones estándar y habla de concentraciones de 24 cercano al 30%, con lo que se hace difícil discernir si existe o no una concentración anormal, para asegurar la existencia de un yacimiento, esto se hace mediante otros métodos. El aluminio se encuentra en los alumino silicatos (arcillas, feldespatos, etc.) técnicamente se puede extraer de los silicatos pero es muy caro, y se explota de la Bauxita , que se forma por meteorización la cual se forma de la presencia de feldespatos en presencia de climas tropicales, existiendo sólo una transformación de los minerales y no en las leyes, por lo que la concentración de aluminio no ha variado, con relación a su entorno, con lo que no va a existir una concentración distintas de este elemento, para hablar de una concentración anómala de este. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 25 Litogeoquímica: Mediante esta técnica no se van a analizar aquellos elementos metálicos que caracterizan al yacimiento, sino que, se van analizar el contenido de elementos mayores (Na, K, Mg) de las rocas. Su objetivo es, caracterizar la alteración que ocurre en superficie como un indicador indirecto de la presencia de un yacimiento. El análisis estadístico es más complejo debido a que se debe hacer un análisis factorial. 2.2.3. Exploración Geofísica Una manera de aproximarse a las formas y dimensiones y profundidad de emplazamiento es mediante la exploración geofísica. La exploración geofísica no siempre se utiliza debido a los costos involucrados, por esto antes de utilizar este método es necesario realizar un análisis económico, de costo-beneficio en comparación con los sondajes de reconocimiento o exploratorios, pero no se controlan las profundidades, con lo que quizás no se llegue al yacimiento. Los métodos geofísicos son los siguientes: Sísmicos: Se basa en la velocidad de propagación de una onda de choque (explosiva) dentro de la corteza, esta onda se desplaza con distintas velocidades según el medio rocoso y además se produce refracciones y/o reflexiones al contacto con otros medios rocosos. Por lo que la velocidad de propagación es función de la densidad de la roca, superficies de cambios litológicos o en superficies de estructuras. Se realiza una malla y en las diferentes puntos se hace detonar una descarga explosiva e instalando geófonos se logra determinar la velocidad de propagación y la profundidad de reflexión. Este método rara vez es utilizado en minería metalica, por el alto costo con relación a yacimientos metálicos, sin embargo es el más utilizado en la exploración de hidrocarburos es la principal herramienta a analizar, debido a que los hidrocarburos se emplazan en rocas sedimentarias en lo que se llama trampas estructurales. También se utiliza para monitorear problema de mecánica de rocas en los yacimientos y se utiliza en el monitoreo y determinar terremotos. Gravimétrico: Este método se basa en medir la gravedad especifica, en la superficie de la tierra existe un equilibrio, ahora la gravedad depende del peso especifico y la densidad (el peso especifico depende del tipo de roca). Por lo que este método mide este peso especifico para determinar qué tipo de roca hay en el subsuelo y este se realiza mediante un gravímetro, donde se puede realizar las lecturas de forma aérea o terrestre. Para realizar el método gravimétrico se realiza una malla al igual que en la exploración geoquímica, tomando las lecturas en cada punto con un gravímetro, para luego dibujarlas en un plano y así obtener las curvas isogravimétricas. Si las lecturas se hicieron en la superficie, las medidas van a estar influenciadas por el subsuelo y por el entorno, por lo que se debe hacer correcciones por topografía, actualmente se obvia esto por utilizar GPS, entonces se usa esta más el gravímetro y luego se realizan las correcciones. En el caso de obtener las lecturas en vuelos aéreos, se va a tener la influencia de lo que está en subsuperficie, permite abarcar zonas más extensivas, las lecturas son continuas y se realizan líneas de vuelo. Las líneas de vuelo son paralelas y a altura constante de la GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 26 superficie, con medidas continuas de gravedad y posteriormente se toman puntos para confeccionar una malla y se les da un valor a estos puntos. Este método no es muy utilizado en Chile, dado por su elevado costo y la existencia de pocas empresas en nuestro país. Además es utilizado en yacimientos que tienen un alto peso específico en el entorno, como yacimientos de fierro, IOCG, yacimientos de plomo, Titanio, etc. Un ejemplo es cerro colorado, que es el yacimiento de Fe de mayor producción en Chile, en que se utilizo primero el método magnético y la existencia de este cuerpo hizo pensar en dos yacimientos pequeños, dado la aparición de bipolos magnéticos y la utilización de gravimetría entregaba una enorme anomalía gravimétrica, con lo que no daba respuesta a lo anterior. Con lo que para determinar el cuerpo se realizo un sondaje al centro de la anomalía gravimétrica para lograr determinar si aparecía o no el cuerpo del yacimiento, donde este se comportaba como un imán natural por el método magnético. Por lo que para los yacimientos de Fe y yacimiento IOCG es conveniente mezclar ambos métodos, dado las características de estos, en especial en Chile. El método gravimétrico tiene otra aplicación de estudio de suelos y fundaciones para obras civiles, espesores de cuencas, calidad de suelos, si es o no consolidado. Magnético: Los materiales se clasifican en magnético o paramagnético, en la naturaleza existen tres minerales magnéticos Pirrotita, magnetita y maghemita Este se puede hacer en base aérea o terrestre, base terrestre se hace una malla, y se ubica ls puntos en terreno y en cada uno de los puntos se hace lectura con un magnetómetro, estas lecturas se corrigen con programas computacionales y se construyen curvas isomagneticas. Las lecturas que se realizan en superficie se obtienen información cercana a esta pero si uno quiere lecturas a mayor profundidad debemos realizar lecturas a mayor altura y estas se hacen con vuelos equidistantes (2 Km) y atura constante y lectura continua. No cualquier avión lo puede realizar, l velocidad del vuelo no es muy alta y debe ser programado el vuelo, donde se necesitan mapas topográficos digitalizados. Luego se eligen puntos de las líneas de vuelos y se realiza una malla para lecturas, se hacen las correcciones y se hacen curvas isomagneticas. Los valores de las curvas va hacer distintos a una distinta altura de vuelo, donde a mayor altura de vuelo determino una lectura magnética a mayor profundidad pero de menor intensidad. Se utiliza este método en yacimientos de Fe, también para los yacimientos IOCG (Iron oxide Copper Gol), yacimientos de oxido de oro, cobre y fierro. Se utiliza en una primera etapa de búsqueda de los hidrocarburos, ya que su respuesta magnético difiere de las rocas ígneas, entonces se utiliza para definir áreas de rocas sedimentarias a profundidad. Obs. Yacimientos IOCG, son nuevos tipos de yacimientos, el primero fue Olympic Dam, Australia, este yacimiento es el ya de mayor valor económico jamás encontrado en el mundo, sobre 2000 millones de toneladas (sobre 1% de ley de Cu, oro, cobalto, uranio, tierras raras (lantánidos) y se aprovecha también el Fe. En Chile existen tres yacimientos de este tipo, Candelaria (tercera región, Freeport), Manto verde (tercera región, Anglo American) y Don Pedro (limite tercera y cuarta región, CMP), todos en la cordillera de la costa. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 27 Eléctricos: En la naturaleza terrestre los materiales pueden ser conductores, semi y no conductores. Son conductores el agua (búsqueda de aguas subterráneas), las sales (depósitos de salitre, litio y borato, etc.) y los metales nativos y son semiconductores los sulfuros, de gran utilidad cuando los yacimientos son pórfidos. Lo que se realiza en superficie es hacer pasar una descarga eléctrica y tener puntos de lecturas o sensores en una malla para determinar si esa corriente ha sido transmitida por la corteza, y determinar la llegada de la onda y la intensidad. Con esta información se puede tener cierta inferencia de sulfuros, aguas y sales. Este se puede realizar solamente en base a terrestre. Este método dentro de los geofísicos es el de menor costo, por lo que es muy utilizado para tener conocimiento de los yacimientos con contenido de sulfuros y se realiza posterior a la geoquímica para aclarar algunas áreas de interés. En caso de aguas y petróleo se hacen perfiles de los pozos y se tiene una idea del potencial del recurso. Radiométrico: Se basa en la detección de radiación natural de elementos radioactivos (Uranio y Torio) que poseen una desintegración continua de su núcleo. Existen elementos químicos que son isotopos, donde la masa se descompone, como el Uranio a plomo, el carbono 14, el rubidio a estroncio, etc. Las lecturas pueden ser terrestres o aéreas mediante un instrumento llamado Cintilometro. Este método se utiliza para la búsqueda de elementos radioactivos, como el Uranio, sin embargo las nuevas generaciones de Cintilometros permiten la utilización para la exploración de pórfidos cupríferos, esto porque la mineralización de cobre esta siempre asociada a una alteración potásica y este método permite detectar la altura potásica radioactiva (K 40). Obs. En la actualidad existe un déficit de uranio en el mundo, dado la gran demanda que existe, y donde no existe uranio para nuevas plantas. En Chile existen dos posibles fuentes menores, donde existe uranio como subproducto en yacimientos exóticos de cobre. En Chuqui exótico se analizo la posibilidad pero no es ni técnicamente ni económicamente viable explotar este uranio. Otra alternativa son los yacimientos IOCG, pero los recursos de uranio, en la dictadura, los declararon como recursos del estado, por lo que ninguna empresa se ha motivado a realizar una exploración dado la legislación actual. Además existe el problema que un país que produce uranio no puede procesarlo, ya que solo dos o tres países cuentan con el derecho de procesar el uranio. Obs. Pensar que chile tenga como alternativa energética una planta nuclear, no es viable dado las condiciones volcánico-sísmicas y además existe el problema de donde poder dejar los residuos, ya que se deben depositar en sitios geológicamente muy estables, en cavernas muy profundas y sin aguas subterráneas, entre otras características. Térmicos: Se basa en detectar la presencia de energía calórica dentro de la corteza, que puede ser aprovechada en la utilización de energía (energía geotérmica, que pueden ser de dos tipos magmas en etapas no consolidados o semi consolidados y fallas activas. Estas fuentes calóricas se conocen como recursos geotérmicos, si a ellas se accede agua de forma natural o artificial, hace que el agua aumente su temperatura y salga a superficie mediante aguas termales o geiser. Mucho de las aguas termales de Chile, no son de calor magmático, como por ejemplo el Soco, el corazón, cauquenes, etc. estas son de fallas activas, pero en el sur se tienen por fuentes magmáticos. Para el uso de esta energía, es necesario poder cuantificarla y determinar su variación durante el tiempo (este calor durante el tiempo). En chile se destaca por tener gran cantidad de recursos GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 28 geotérmicos considerables, ejemplo proyecto geotérmico el Tatio, que solo abastece ala ciudad de Calama. Ecosonda: Este método es semejante al sísmico, pero en vez de utilizar una onda sísmica, se estudia el comportamiento de una onda expansiva, una onda sonora, la cual se propaga en líquidos, gases y material semiconsolidado. Pero dado que en los últimos años se ha encontrado yacimientos metálicos e hidrocarburos en sedimentos semiconsolidado, se utiliza para medir el espesor de los sedimentos, para determinar topografía de fondos acuáticos y también fines bélicos. También es utilizado para determinar la potencialidad de la presencia de elementos metálicos o de hidrocarburos, este ultimo dentro de sedimentos en fondos marinos. Aquí se determina el espesor de los sedimentos semi consolidado que contengan hidrocarburos y/o metálicos. Los métodos geofísicos además de la exploración, también sirven para el monitoreo de problemas de mecánica de rocas, en estabilidad de labores estallido de roca, estabilidad de taludes, etc., siendo los más utilizados el método sísmico y el térmico; donde se instalan sensores micro sísmicos y de variaciones de temperatura y alertan sobre el riesgo que pueda ocurrir, fundamentalmente en labores subterráneas. A través de los métodos geofísicos permite tener cierta inferencia de la profundidad, forma y tamaño del cuerpo mineralizado, pero no se conoce nada de mineralizaciones, tipo de roca, etc. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 29 2.3. Evaluación La etapa siguiente del negocio minero una vez encontrado el yacimiento geológico, es determinar si es o no un yacimiento minero (si podemos obtener cierto beneficio), correspondiente a la etapa de evaluación. Evaluación Física Geológica: Su objetivo es establecer todos los parámetros que permiten caracterizar el yacimiento. Evaluación Económica: sobre la base de la evaluación física geológica establecer si el yacimiento es técnico-económicamente explotable. 2.3.1.Evaluación Física Geológica Para poder caracterizar en todos sus parámetros el yacimiento, es necesario acceder físicamente a él, pudiéndose realizar a través de labores mineras y/o sondajes, las cuales tiene ventajas y desventajas una respecto a la otra. 1º Costos: Labores mineras de reconocimiento 500 US$ /m en Chile y 2000 US$/m en USA, esto dado por el salario en mano de obra. Un metro de sondaje con recuperación de testigo es del orden de 130 US$/m 2º Tiempo: Labor >>> Sondajes, menor tiempo de ejecución es el de los sondajes. 3º Información: Labor >>> Sondajes; mayor cantidad y calidad de información dentro de las labores. La menor calidad de información y el menor precio se tienen en los sondajes de sin recuperación de testigos. En yacimientos relativamente leyes homogéneas y de gran volumen (Pórfidos Cupríferos) siempre se preferirá sondajes sin embargo para yacimientos con bajas leyes y erráticas, por ejemplo en chile yacimientos de oro, es siempre preferible evaluar el yacimiento mediante labores, dado que se necesita un mayor volumen de muestra para que sea representativo, pero antes de realizar estas labores se realizan algunos sondajes sobre todo para establecer la profundidad de emplazamiento de la mineralogía. En el caso de la pequeña minería se explora y explota mediante labores de reconocimiento. Evaluación mediante sondajes Existen dos modalidades: - con recuperación de testigo: este entrega mayor información de calidad y cantidad de esta, sin problemas de contaminación. - Sin recuperación de testigo: existen tres formas; - con recuperación de detritus (aire seco) - con recuperación de polvo - con recuperación de barro GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 30 Con recuperación de detritus, existe información de leyes y en forma parcial de la mineralogía y litología. Con recuperación de polvo y barro, existe información sobre las leyes y muy parcial de mineralogía, en el último caso existe mayor problema de contaminación, dado que circula agua, esta no se utiliza para evaluación. Con recuperación de barro solo se utiliza cuando se está en explotación subterránea para determinar leyes en frentes de trabajo. Con recuperación de polvo se utiliza en rajos abiertos, en perforación de bancos se muestrea con recuperación de polvo para las leyes en la tronadura. La perforación con recuperación de detritus, es utilizado generalmente en el anteposo, perforación con aire reverso y luego de haber llegado al cuerpo en cuestión se utiliza perforación con recuperación de testigo, dado que aquí es donde me interesa obtener mayor información, además de ahorrar con la utilización del anteposo, por lo que es conveniente planificar la acción de perforar. Existen otros costos además del metro de sondaje a perforar, se deben considerar costos por plataforma, caminos de acceso, abastecimiento de agua, etc. A diferencia de la malla de muestreo esta malla presenta dos problemas adicionales estadísticos, primero que es una malla tridimensional, el costo final es provocado no por el numero de sondajes si no por los metros lineales y el área de influencia de cada sondaje. El área de influencia se debe dar en la malla que el sondaje debe tener una igual influencia estadística, por lo que se debe tener un índice de correlación muy cercano a uno, si no es así se debe realizar sondajes de relleno. Existen distintos métodos para asignar un área de sondaje e influencia; modelo cuadrático, de malla cuadrada; diseño geométrico, triangular regular, el área de influencia esta dado por el promedio de los tres sondajes; diseño hexagonal-regular, en esta el área de influencia esta dado por el promedio de los seis sondajes. El problema se presenta cuando los sondajes no son de la misma población estadística, con lo que se debe realizar sondajes de relleno. El área definida durante el periodo de la evaluación se le aplica un diseño de una malla de sondajes, siempre hay que considerar los aspectos estadísticos como económicos, la malla de sondajes es algo más compleja del punto de vista económico ya que es una malla 3D, es por esto que el valor total de los sondajes no está dada por el número de estos sino por los metros de sondajes que se perforen, el espaciamiento entre los sondajes depende del tipo de yacimiento que se va ha evaluar, en un pórfido de cobre el espaciamiento optimo desde un punto de vista económico corresponde a una malla de 100x100 de forma equidistante, pero ajustado por un factor económico (presupuesto) con un posterior relleno de 50x50 en sectores de incertidumbre estadística, ejemplo malla disputada, es de 100x100 y en Andina es de 300x300. Una vez que se ha establecido el tamaño de la malla y lo que hay dentro de ella se seleccionan 5 a 6 sondajes ubicados según la información previa existente, por lo que se deben hacer en las partes de mayor ley, etc. Constituyen la última etapa de la exploración y la primera de la evaluación. Estos sondajes se perforan en forma secuencial y en puntos de la malla para darles valor estadístico. Los objetivos de los sondajes exploratorios son: GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 31 - Determinar la profundidad de emplazamiento del cuerpo, información que es vital para establecer la profundidad del resto de los sondajes. - Establecer los parámetros que caracterizan al yacimiento y esta información se utiliza para el rediseño de la malla, entonces ahora se realiza el diseño tridimensional y se hace una base de datos, para llevar toda la información con una base computacional. Primero sondajes son fundamentales para la vida del proyecto. El registro de los sondajes se lleva de varias formas, un primer tipo de registro lo constituyen los sondajes mismos, si se trata de testigos, se parten los testigos a lo largo por la mitad (guillotina de roca) y se deja una mitad y el otro se lleva para análisis destructivos, este testigo se guarda en cajas de madera o aluminio con dimensiones del diámetro del testigo y se lleva a bóvedas especiales (testigotecas) las cuales deben estar construidas a prueba de incendios y desastres naturales, estas bodegas guardan las cajas mientras dure la vida del proyecto. En caso de cualquier eventualidad, duda, leyes y mecánica de rocas, se ayuda sobre los mismos sondajes. En las cajas se van separando las columnas de los testigos mediante tacos que llevan anotado el nombre del proyecto, numero de la caja que contiene el sondaje (5-83, caja 5 de 83 existentes), metros contenidos en la caja (ejemplo, 25,1 – 39,3), ubicación del sondaje y coordenada y cota. ( si es perforación con núcleo diamantado, (diamond dril hole) se utiliza la sigla DDHxxx, si corresponde a perforación con aire reverso se usa la sigla SDH. Un segundo tipo de registro lo constituye un registro fotográfico (foto común o de papel sensible), este registro se guarda en bóvedas (similares a de los bancos) en las oficinas del yacimiento, su objetivo es poder reconstruir una caja de sondajes que por algún motivo que se haya desordenado la posición de los testigos, las fotografías se deben realizar de forma vertical. Un tercer tipo de registro se llama “LOG del Sondaje” + Se anota el nombre, Nº del sondaje, coordenadas, ángulo de inclinación, nombre de la empresa que realizo el sondaje, nombre del operador, fecha y hora de inicio y termino, azimut, rumbo sondajes, nombre persona que describe el sondaje y leyenda y códigos de la descripción y cualquier observación importante, problemas de recuperación, baja velocidad de penetración; se enumeran en forma secuencial. v Se lleva metro a metro y a escala en columnas verticales la descripción y características del testigo en base a símbolos o códigos (alteración, litología, etc.) y colores metro a metro para tener una impresión rápida de los que sucede. Estas hojas LOG de los sondajes se guardan en bóvedas especiales mientras dure la vida del yacimiento. Un cuarto tipo de registro, corresponde a un registro computacional, corresponde a una base de datos en la cual se encuentra toda la información geológica del yacimiento (proporcionada por los + v + GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 32 sondajes), la cual sirve para ser analizada a través de software especiales (Vulcan, Geodata, Datamine, Gemcom, etc.). Estos archivos se guardan normalmente en oficinas que no se encuentran en las faenas, en el caso del Bronce estos se encuentran en las oficinas de Pedro de Valdivia. El objetivo de tener un registro es tener de respaldo en caso de que se pierda uno de ellos. Información de utilidad extraída de los sondajes Litología: La litología es importante ya que: - Es parte del modelo del yacimiento y permite ubicarse espacialmente dentro de él. - Es una de las variables que controlan las características fisicomecánicas de las rocas Mineralogía: Análisis tanto de la mena como de la ganga en forma cualitativa como cuantitativa. - Determina si es un yacimiento de oxido o sulfuros, la mineralogía de mena ayuda a determinar los procesos de concentración y determina cuánto hay de cada mineral. - Define el proceso de concentración y las características del proceso. Tipos de minerales de mena y la ganga influyen como contaminantes o alterando el proceso de concentración. Ejemplo, la flotación, en que existirán colectores específicos para cada especia mineralógica, entonces se necesita saber que colectores requerimos y dosificar estos. Otro ejemplo es la mineralogía de ganga, dado la importancia que tiene este, en que situémonos en un yacimiento de cobre emplazado en caliza, con 3% de cobre y Cu oxidado, este yacimiento no vale nada, dado que la lixiviación lo consume todo la calcita. Obs. Yacimientos emplazados en arcillas, las arcillas son impermeables, con lo que forman una capa impermeable generando una zona que no se va a poder lixiviar, con lo que se debe reducir la pila, provocando mayor extensión del terreno, yacimientos de óxidos de cobre, la lixiviación es regado con acido sulfúrico. - Es parte del modelo específico del yacimiento. - Es otra variable que gobierna el comportamiento fisicomecánico de la roca Textura: Interesa tanto la fábrica (relación que existe entre los distintos minerales) y el tamaño tanto en forma cualitativa como cuantitativa, tamaño referido al máximo, mínimo y moda. - Es parte del modelo del yacimiento - Principal variable que controla el comportamiento fisicomecánico de las rocas, ejemplo si existe un sector de andesita y oro de diorita, entonces se utiliza mayor cantidad de explosivos en la andesita, dado que posee una mayor superficie de contacto al ser andesita una roca afanítica. - Define el procesamiento de chancado y molienda, si el tamaño de los minerales es menor a #200, no es posible flotar, se debe conocer los tamaños máximo, mínimo, y la moda para lograr determinar cuánto debo moler para liberar la especie que nos interesa, estos es fundamental para el proceso de concentración. Ejemplo, yacimiento Cutter core (Magallanes) explotado los años 70 del siglo pasado, yacimiento de cobre-zinc con una mineralogía de calcopirita, pirita y esfalerita, aquí se construyo una planta de flotación selectiva, con circuitos separados; y lograr concentrados de cobre y zinc, pero al iniciar la flotación lo concentrados de cobre tenían zinc y viceversa. Esto es provocado ya que técnicamente es imposible separar la calcopirita de la esfalerita. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 33 Alteración: Son todas las modificaciones mineralógicas que se producen en el yacimiento, fundamentalmente por soluciones acuosas calientes; minerales primarios de roca se transforman, ejemplo ferro magnesianos a clorita. Se define en forma cualitativa como cuantitativa. - Modifica el comportamiento fisicomecánico. - Es parte del modelo geológico del yacimiento. - Afecta los procesos mineros Modelo de alteración de un Pórfido Cupríferos Emplazado en roca volcánica y presenta una alteración concéntrica Roca volcánica Alteración propilitica (clorita + epidota) Afecta roca volcánica Alteración potásica (feldespato potásico o biotita) Alteración filica (sericita +cuarzo) Alteración arcillica (caolín), también afecta la roca volcánica + caolin Núcleo baja ley Halo alta ley Roca intrusiva + GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 34 Modelo de alteración yacimientos epitermales Au-Ag, un ejemplo de esto son las vetas que se emplazan en fallas: Las características de una alteración Arcillica (caolín); las arcillas son filosilicatos de aluminio hidratados, con lo que tienen una capacidad de intercambio cationico, laminas planas hexagonales y pueden flotar muy fácilmente, las arcilla se hinchan con el agua dado su capacidad de poder absorber esta, con agua se ponen más plásticas, las arcillas son hidrófilas, con lo que sin agua las arcillas son frágiles y con esta tienen comportamiento dúctil, pueden ser lubricantes. Los problemas que pueden generar la alteración Arcillica, son: - Si existen muchas arcillas en una mina subterránea entonces se produce barro, con lo que se atascan los barrenos y perforación se demora más tiempo, por lo que se deben hacer tiros más cortos como solución. - Filosilicatos: Afecta la flotación dado que flotan con mucha facilidad, formando lamas y bajan las leyes de los concentrados (Obs. Todos los minerales con estructuras en capas flotan fácilmente) - Comportamiento plástico y dúctil a la deformación: Afecta la perforación y tronadura, se necesita mayor energía más explosivos para quebrar la roca con presencia de arcilla y agua (subterráneo), en rajo la perforación es en seco no así en subterráneo. El fracturamiento es dominado por las siguientes variables, la temperatura, con lo que hace más dúctiles los materiales, la presión, dado se necesita mayor esfuerzo para quebrar el material y el tiempo, si el tiempo de repetición de esfuerzo, está asociada al límite de fatiga del material, esto es la repetición de un esfuerzo independiente del tiempo. Entonces cuando existen arcilla y formando barros la solución para la tronadura va estar asociada a los retardos que apliquemos en la tronadura cuando existen arcillas en presencia de agua en minería subterránea; tronadura con retardo. - Afecta la estabilidad de labores; las arcilla se comportan como lubricantes, aceita y se van a producir planchones (se utiliza mallas o shocrete), un ejemplo de esto es el yacimiento el romeral, el rajo se encontraba con una falla de arcilla, en donde a través de esta se deslizo alrededor de 300 Alteración silícica-Arcillica (estéril) Zona de bonanza (alta ley) GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 35 millones de toneladas de materia y cubrió todo el rajo, con lo que se debió ahora explotar mediante una variante subterránea, esto implica un análisis de costo-beneficio. - Afecta el chancado, las arcillas húmedas se pegan a las paredes de los equipos y disminuye la capacidad de chancado. - Molienda: independiente si es de barra o bolas, una película de arcilla se pegan a las bolas, entonces el tiempo de residencia del materia a reducir es mucho más largo con lo que implica mayor gasto de dinero. - Carguío y transporte; las arcillas se pegan en las paredes de cualquier equipo y disminuye la capacidad, entonces se debe realizar un lavado con agua a presión para lavar y despejar las paredes y recuperar la capacidad. - Afecta la flotación: la arcilla entorno a las partículas se forma una película de esta, con lo que todas las partículas flotan y ningún colector logra actuar, con lo que se debe agregar depresores y ampliar el circuito de flotación al agregar una etapa adicional. - Lixiviación: las arcillas al ser impermeables en la pilas de lixiviación, dado que la solución arrastra a la arcilla y se va a formar una capa impermeable, con lo que se deben hacer pilas más pequeñas y en mayor extensión. Saber de qué tipo de alteración y la cantidad que representa esta alteración es necesario para todos los procesos mineros, dado que no es lo mismo tener una alteración Arcillica entre 2-3% que tener un 20-30% de esta alteración, en esta última me preocupo. Otro ejemplo de alteración es la alteración silícica que cuenta con los siguientes problemas: - Perforación: roca con mayor cantidad de sílice, se demora aun mas en perforar con lo que se produce un mayor gasto de aceros de perforación por su abrasividad. - Diseño subterráneo, no se puede realizar un método de block caving, ya que existe una gran cantidad de energía libre de Gibbs, ejemplo en andina, se realizo un block caving pero con alteración turmalínica, que está bajo el mismo concepto que la alteración silícica, con lo que las complicaciones son obvias. - Tronadura: Se necesita mayor cantidad de explosivo y aplicar retardos, ya que este tiene mayor energía libre de Gibbs. - Estabilidad de labores: dentro de labores subterráneas la sílice rellena todas los espacios libres y poros, entonces aumenta su contacto y superficie de contacto, con lo que aumenta la energía libre de Gibbs, entonces las labores son más estables, se necesita menor fortificación, por ejemplo se realizan plantas dentro de las labores subterráneas, esto es un caso en Andina en que la planta de chancado se realizo dentro de una gran caverna. También se puede aplicar para realizar tuéneles más grandes, camiones directo a la frente. Un ejemplo de esto es el Soldado y mantos blancos, en que tenemos tuéneles pavimentados y directo a la planta. - Contaminación por sílice en suspensión, con lo que se puede causar silicosis a los trabajadores. - Chancado y molienda: si existe una gran alteración silícica, esta será muy abrasiva, con lo que va a existir un mayor desgaste de paredes, bolas y barras, dentro de la molienda Sag o autógena no se puede realizar si la roca presenta esta alteración. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 36 Estructuras Es importante conocer dos tipos de estructuras principales (Diaclasas y Fallas). Estructuras por fracturamiento, Diaclasas ¬Vetillas Falla ¬Veta Diaclasas: son planos de fracturamiento sin movimiento relativo entre bloques pero si existe apertura entre estos planos, las diaclasas se encuentran definidas por su ubicación espacial; rumbo y manteo. Las diaclasas pueden formar juegos o familias de diaclasas, esta son de igual rumbo y manteo, estas se representan en mapas de diaclasas, con simbología de rumbo y manteo y la cantidad de diaclasas por metro cuadrado. - Constituyen espacios abiertos para la mineralización y alteración por lo que son parte del modelo del yacimiento. Son un factor de mineralización, constituyendo vetillas. - Afectan el comportamiento fisicomecánico de la roca. - Dentro de canteras ornamentales, no se utiliza la perforación y tronadura por que necesitan planchas, con lo que en las canteras se utilizan tarugos de madera a lo largo de las diaclasas y luego se inyecta agua y la madera luego se expande y libera y cae la roca. De forma industrial se explota en bloques por cables diamantados. - También se puede utilizar en los diagramas de disparo, en que si se conocen las diaclasas se puede optimizar la tronadura, y utilizar una menor cantidad de explosivos. - Provocan inestabilidad en las labores, dentro de la minería subterránea se deben utilizar pernos de anclaje y se necesita saber la posición espacial de estas diaclasas para la correcta ubicación de los pernos, en que se debe utilizar ojala de forma perpendicular a las diaclasas y si es imposible realizarlo, se utiliza mallas y shocrete. El sellado de las Diaclasas se realiza a través de un proceso llamado “Grownting” Este proceso puede ser realizado en profundidad, sellando a presión o en la superficie. - Son un factor importante de la permeabilidad de la roca, si existiese un conjunto de rocas impermeables que tiene un fuerte diaclasado, entonces ahora es un conjunto permeable. Un efecto positivo de esto son en los lugares desérticos y zonas áridas, en que las fuentes de agua subterránea el recurso es bajo, y en desiertos las rocas son volcánicas y son muy impermeables pero las diaclasas aumentan las posibilidades de recuperar agua subterránea. Ahora es también un factor negativo la existencia de permeabilidad, por ejemplo en Santiago y el sur puede significar inundaciones en el interior mina, un caso es Rio blanco y Andina (block caving), en que parte de la zona de hundimiento inundo la mina dado que en invierno se acumula nieve y en la zona de hundimiento el fracturamiento de la roca es fuerte, con lo que con los deshielos se inundo la mina y se paralizo esta. Otro problema generado por la permeabilidad es en la construcción de túneles con otros objetivos como el de transportar relaves en que si hay diaclasas en este puede contaminar el valle con este material, un ejemplo de este son los bronces. Ahora estas diaclasas también afectan a tuéneles viales y a construcciones de centrales hidroeléctricas, en que se necesita mantener una presión y no debe existir un factor de permeabilidad en sus paredes, ni roca fracturada, para que no escape el agua. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 37 Fallas Son planos de fractura en donde hay desplazamiento de un bloque respecto a otro. Estas están determinadas por su posición espacial (rumbo y manteo), en fallas muy grandes se determina la zona de falla. - Modifican el comportamiento fisicomecánico de la roca, por lo que se deben monitorear y mantener un control de estabilidad y poner atención a la perforación y tronadura, etc. - Es un importante factor de mineralización a través de vetas y son parte del modelo del yacimiento. - Es un factor de dislocación del yacimiento, con lo que puede existir fallas anterior y posterior al emplazamiento de la formación de la veta. Un ejemplo es Chuqui, que se encuentra la falla Oeste, en que al hacer una comparativa entre las rocas, se busca determinar roca más joven están en el bloque de izquierda o derecha, para relación cual es el bloque que ascendió, si el de la derecha o izquierda, dado que es el bloque más joven, en el caso de Chuqui no existen movimientos de alzamiento dado que ambas rocas tienen la misma edad. La falla Oeste a traviesa el pórfido en que en Chuqui una parte de este cuerpo no se encontraba la otra mitad de este seccionada por la falla, con lo que se desplazo hacia otro sector. Este desplazamiento es hacia el sur y al moverse el otro sector de Chuqui se fue desgarrando y conformo otros yacimientos encontrados acá, también se encontró Mansa mina o Rodomiro Tomic, aun que no tienen la misma roca y mineralización es menor. - Son factores de permeabilidad de la roca, en que a través de la falla puede circular agua. - Corresponden a zonas de debilidad dentro de la corteza, a través de los cuales se pueden emplazar yacimientos, además estas mismas zonas pueden representar movimientos sísmicos y terremotos. En Chile se encuentra tres mega fallas: La falla de Domeiko I a la III región, se han emplazado los principales yacimiento de Cu (pórfidos cupríferos), Chuquicamata, en que se conoce como la falla oeste, en que no es un plano si no que es un sistema de fallas con muchas componentes. En esta falla se realizan la mayor cantidad de exploración de pórfidos cupríferos. En la falla de Atacama I a la V región, se han emplazado yacimientos de Fe, Cu y Au. También se encuentran Collahuasi, El abra y el Salvador. La falla de Atacama, que es una falla continental, postulan algunos que es la continuación de la falla de San Andreas, en San Francisco. La falla de atacama es activo de fines del Jurasico hasta el presente, es y ha sido activa por más de 120 millones de años. Esta falla es la liberación de energía de la mayor parte de los terremotos que se producen en Chile y es por esto que los mayores daños son causados en la cordillera de la costa. Aquí existen un gran número de termas, sin presencia de volcanes y son aguas termales debido a esta falla. Este es un sistema de mega falla, con lo que es muy compleja y hay sectores que tienen un ancho de 30 kilómetros, siendo una zona de debilidad de corteza y se ven emplazados un gran número de yacimientos, con los que los yacimiento de la cordillera de la costa están relacionados con el falla (yacimientos metalíferos). Existen los siguientes yacimientos: yacimientos de fierro, de Tal Tal hasta Ovalle, que se consideran los mayores recursos y toda la producción de fierro de Chile está emplazado en esta falla de atacama. Todos los yacimientos IOCG conocidos están relacionados a esta falla. Manto verde, Candelaria; pórfidos cupríferos también ubicados en la cordillera de la costa como Andacollo. Yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata, como Chañarcillo. Todos los yacimientos de GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 38 manganeso de Chile también relacionado a esta falla, yacimientos vetiformes menores especialmente de cobre también ubicados acá, que además constituye la fuente principal de la pequeña minería. La última mega falla corresponde a la de Liquiñe-Ofquin, que se encuentra de la IX a la XI región, corresponde a la zona de los canales, al sur de Chile, que corresponden a fiordos, que se han producido a lo largo de esta falla. Esta falla es muy activa en el presenta y esta actividad se refleja a través de movimientos sísmicos y actividad volcánica. Los volcanes activos del Sur de Chile se encuentran a través de esta falla (LLayma, Villarrica, Lonquimay). En Aysén, se produjeron movimientos sísmicos y grandes desplazamientos de masa y la actividad del Chaiten también es provocada por esta. Esta actividad representa por un lado, casi todos los recursos geotérmicos de Chile están relacionadas a esta falla. La posible potencialidad de recursos mineros a través de la falla no se conoce porque no hay ningún estudio y no se han hecho intentos para determinar la geología básica del sur de chile (CMP realizo un vuelo aerofoto gravimétrico este año 2009). Ahora el de haber recursos, la explotación de ellos tendrían serios problemas, dado por la propiedad agrícola y forestal, conflictos mapuches y conflictos ecologista, además con el turismo presentado en el sector. Otros parámetros a considerar de la información establecida por los sondajes, son: Agua subterránea: Es importante determinar la presencia de agua subterránea a través de los sondajes determinando calidad y cantidad. Este tiene una gran importancia en el norte de Chile, en que los recursos de agua son caros y escasos. Los sondajes pueden determinar la presencia de agua subterránea y este es el momento para determinar la potencialidad de agua. Con lo que si se llega encontrar agua subterránea se debe utilizar el mismo principio que el de los cauces de un rio, que se deben aforar, dado que el caudal es en función de la velocidad de escurrimiento y el área. En los sondajes si esta se encuentra en agua presión se debe utilizar un tambor de 200 litros y determinar el tiempo en que se llena este. Si no es a presión se debe extraer esta agua, se sella el pozo y se realizan las medidas y luego se sigue perforando, y se realizan varios sondajes mas para determinar la potencialidad. Además se debe realizar análisis químicos para determinar la calidad. En una zona árida (I II III y IV región) puede contribuir a disminuir los costos, mientras en zonas donde el agua es abundante, puede llegar a ser un problema y que podría inundar las labores. Mecánica de rocas: Permite inferir el comportamiento físico de las rocas, estos pueden ser mediante análisis destructivos o no destructivos, un parámetro no destructivo es el RQD y destructivos corresponde el ensaye de probetas (Esfuerzos de compresión, tracción y cizalle). Ley y/o calidad: La ley caracteriza a los yacimientos metálicos y la calidad a los yacimientos no metálicos o industriales. Es importante establecer la presencia de todos los elementos que signifiquen un beneficio como producto o subproducto, coproducto, de la misma forma para los elementos que son impurezas y determinara un castigo (Cu: As y Fe: P, S, Alcalis). Además de determinar cuales se van a analizar de forma sistemática en los sondajes de evaluación de muestras, los sondajes exploratorios se hacen un barrido de elementos (40 o más elementos) y luego en base a estos se determina cuales se analizaran en forma continua, para sondajes de evaluación. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 39 Pruebas metalúrgicas: Van a ser en los sondajes al nivel de laboratorio y para eso se utilizará un compósito de rechazos de las muestras, en que se pueden realizar las siguientes pruebas: - Moliendabilidad - Grado de liberación - Pruebas de concentración Con todos los datos recopilados dentro de la evaluación físico-geológica vamos a poder establecer una serie de aspectos que determinan al yacimiento, los cuales son: Profundidad, mineralogía, alteración, características físico mecánicas de la roca, orden de las leyes que caracterizan el yacimiento, influencia del comportamiento metalúrgico de la mena. Con todos estos parámetros que se analizaron en la evaluación física y geológica del yacimiento, podemos ahora realizar una evaluación técnica-económica. 2.3.2.Evaluación técnica-económica El objetivo de la evaluación técnico económico es establecer si el yacimiento encontrado es o no un yacimiento minero que sea técnico y económicamente explotables para obtener un cierto beneficio presente. En esta evaluación vemos varias etapas de estudio: Pre factibilidad: Es establecer si existe un método de explotación y de procesamiento técnicamente adecuados que permitan explotar la mena obteniendo un cierto beneficio, fundamentalmente basado en las características del yacimiento y parámetros generales. Cada alternativa se va a analizar según técnicamente sea realizable y según un análisis costo- beneficio. Factibilidad: Se trabaja solamente con la alternativa más favorable determinada en la pre factibilidad. Se va a establecer en primer lugar y de acuerdo a los métodos de explotación y procesamiento establecidos en la pre factibilidad, cuales son los ritmos de explotación y procesamiento más adecuados. Con lo que además analizamos distintas etapas de producción (la tendencia es comenzar el proyecto con cierta producción amortizando y luego realizar un expansión) Normalmente en la actualidad, se comienza la explotación con un cierto ritmo de producción y posteriormente se aumenta. Esta modalidad permite un menor capital necesario de invención y la generación de ganancias permite ser ocupados como capital de invención para la expansión de la mina. Para cada una de las etapas de producción se va a determinar más bien términos teóricos el capital necesario de inversión, con lo que se debe hacer un estudio de mercadeo. En esta etapa demás se debe realizar conversaciones con quienes pueden comprar los productos y establecer un primer contacto y preacuerdo de la venta de la producción y finalmente también se deben analizar las fuentes de financiamiento para la inversión necesaria. Se deben determinar la forma de financiamiento del proyecto e indudablemente se va requerir un capital inicial de inversión establecer los montos de inversión que se necesitan y también establecer la forma de obtener ese financiamiento , además si existen ampliaciones este se puede autofinanciar GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 40 con las ganancias. Con lo que se debe determinar la alternativa de inversión, capital propio, Joint venture, préstamo, etc. Con lo que se debe hacer las conversaciones con bancos o posibles socios. Una vez analizado toda la infraestructura necesaria, caminos, aguas, construcción de plantas, campamentos, etc. y determinar sus costos se debe determinar si el análisis es positivo o no, luego podemos pasar a la siguiente etapa, ingeniería de detalles. Ingeniería de detalle: Es una etapa de diseño ingenieril en el cual se diseña el método de explotación, plantas de chancado y molienda, planta de concentración, obras civiles (caminos, puertos, agua, energía, campamento, etc.) En esta etapa se procederá a tomas decisión en base a cotizaciones reales de todos los equipos que se van a utilizar y se decidirá cuales se van a comprar. Se van a someter a licitaciones todas las obras que sean necesarias realizar a través de terceros, un ejemplo es que normalmente en un rajo lo que abren este son contratistas. Se va a negociar la venta de la producción con la firma de los contratos. Se deben establecer todos los costos de operación, entonces puedo determinar la cantidad de personal contratistas, etc. En base al modelo de ingeniería y a la decisión de equipos se hará un análisis de costos de inversión, costos de producción, costo económico, pero al ajustar el proyecto a valores reales es perfectamente factible que mediante la ingeniería de detalle el proyecto no sea viable. Luego con toda esta información se va a negociar la obtención del capital de inversión. Si los resultados son positivos la etapa siguiente es el desarrollo de la mina. 2.4. Desarrollo Dentro de esta etapa existen los siguientes objetivos: La construcción de todas las obras de ingeniería necesarias para llevar a cabo el negocio, comprobación de la evaluación física geológica y técnica económica. Y la venta de los productos obtenidos de etapa de desarrollo. Primero se deben hacer obras secuenciales en que primero que todo antes de construir caminos etc. se deben realizar las labores que van a permitir la explotación, esto es labores de acceso y campamentos provisorios. Durante esta etapa se va a acceder físicamente al yacimiento lo cual va a permitir comprobar lo determinado durante la evaluación físico geológico, además durante las etapas de ingeniería del proyecto mismo se va a determinar el comportamiento físico mecánico real de la roca y estabilidad de esta. La cantidad de material que se extrae es mucho mayor a la que se tenía de los sondajes, pero en esta etapa todas las labores se utilizan como sondajes de gran diámetro, con lo que se mapean la labores y se muestrean canaletas, con lo que se obtiene un muestra total. La cantidad de material extraída de las labores se conoce como muestra total y dependiendo de la envergadura del yacimiento puede constituir varios cientos o miles de toneladas, verificándose el grado de moliendabilidad, grado de liberación, estimación de leyes y pruebas metalúrgicas. El estudio de esta muestra se realizan en plantas pilotos (no laboratorios). Un ejemplo de esto en Los bronces que utilizo la planta de catemu para este fin. Los colorados que es un yacimiento de fierro, y explotada por la compañía minera Huasco y Mitsubishi, se tenían problemas con el tamaño del material extraída con lo que se mando la muestra total a Japón, en este caso se cumplió con el objetivo además de obtener ganancias por este material a menor precio pero se vendió de igual forma. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 41 El yacimiento El indio es un caso único en el mundo, en que las primeras labores de desarrollo, la veta el indio 3500, tenía una ley media de 3500 kg/tonelada, oro que se saco y este proyecto se financio completamente, e inicio la explotación ya habiendo amortizado todo el capital de inversión. La ejecución de las obras de ingeniería se van a ejecutar en forma secuencial, es decir, se procederá primero con las obras que permitan el acceso al yacimiento y una vez que la evaluación técnico económica este comprobada, se procederá a la construcción de las demás obras, debido a que sea posible que no sea factible su explotación. Un ejemplo es el yacimiento Marte. Las labores de desarrollo se realizan en forma paralela a la explotación. Al final de la etapa de desarrollo el riesgo del negocio minero no tiene relación a factores propios del yacimiento, si no que, su riesgo radica ahora en factores externos (huelgas, caída de precios, etc.) 2.5. Etapas siguientes en el negocio minero Explotación Su objetivo es la extracción racional y sistemática de la mena para obtener un beneficio diseñado para el negocio. Además de realizar el establecimiento de la evaluación física-geológica y técnico-económica de los sectores del yacimiento. Se debe hacer un análisis detallado de los sondajes para determinar las condiciones de la explotación en la forma más ajustada a la realidad Se realizan nuevos sondajes en los bloques para determinar leyes medias y realizar compósito o hacer mezclas para obtener la ley media del yacimiento. Conozco las características de los bloques a explotar para planificar adecuadamente todos los procesos. Procesamiento El objetivo de esta etapa es liberar las especies útiles de la ganga, por la disminución de tamaño por chancado y molienda. Separar los minerales de mena de la ganga, usando las propiedades físicas o químicas de los minerales (concentración magnética, gravitacional, tensión superficial, flotación).. Conminución: El objetivo es disminuir el tamaño de la roca es el de liberar las partículas de mena de la ganga o estéril. Este proceso se realiza a través del chancado y molienda. Concentración: El objetivo es separar las partículas de mena de la ganga o estéril, y esta separación se puede realizar aprovechando las propiedades fisicoquímicas de los minerales. Los procesos de concentración que hacen uso de las propiedades físicas de los minerales son: - Concentración magnética, ejemplo magnetita - Concentración gravitacional, minerales pesados, lavaderos - Concentración por flotación, tensión superficial Los procesos de concentración que utilizan las propiedades químicas son: GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 42 - Lixiviación (ácida, básica, bacteriana o por cianuración): lixiviación básica, base fuerte, Escondida. Lixiviación acida, para minerales oxidados de cobre con acido sulfúrico. - Tostación, propiedades químicas y físicas, se caliente el mineral para destruir la textura cristalina y liberar el elemento metálico contenido en ella. Se uso en el indio y también para obtener el Vanadio de la magnetita se utilizo este proceso. - Amalgamación Fundición y Refinación Su objetivo, en la minería metálica, metales químicamente puros, evidentemente, entregando un mayor valor agregado al producto. Se utiliza la ingeniería electrolítica, refinería electrolítica, fundiciones, la mayoría pertenecen a Codelco: Potrerillos, Ventana, Sewell, también existe la planta de Chagres de Anglo American en la quinta región. Manufacturización El objetivo es obtener a partir de los metales químicamente puros, sin producir ningún cambio químico, productos de diferente propiedades físicas dándole un mayor valor agregado al producto. Esto a través de las variables presión y temperatura solamente, con lo cual se logra modificar la energía libre de Gibbs residual Interfacial obteniendo planchas, alambres, perfiles de acero, acero de construcción etc. Comercialización Posee como objetivo, colocar el producto final bajo los mejores condiciones de mercado. Empresas en Chile que presentan todas las etapas del negocio minero son: Codelco, CAP y Enap (este último explota y desarrolla en el extranjero y planta refinadora Con Con y la octava región). Codelco presenta dos manufactureras, una en Alemania y Francia, esta se encuentran allá dado por un tema de impuestos, productos manufacturados tienen mayor impuestos por lo que se prefiere hacerlo en los lugares de exportación. Ahora actualmente Codelco pretende instalar una manufacturera en China solamente por un tema estratégico. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 43 3. CLASIFICACION DE YACIMIENTOS Los yacimientos se pueden clasificar bajo variados criterios, estos son: Clasificación de los yacimientos según su forma Vetas: Son cuerpos tabulares discordantes, que normalmente corresponde a relleno de fallas, independiente de la posición espacial que tengan cortan estructuras presentes (estratificación, bandeamiento, etc.). Vetillas: Cuerpos tabulares discordantes de menor dimensión, que corresponden a relleno de diaclasas Guías: Vetas o vetillas de mayor estrechez. Manto: Cuerpos tabulares concordantes independiente de la posición espacial (horizontal o verticales, como manto de caliza en lo Valdés). Stock work: Es un término que se refiera tanto a la forma del yacimiento como a la textura de la mineralización y corresponde a cuerpos de grandes dimensiones, los cuales presentan en secciones transversales u horizontales formas circulares o elípticas, y cuya mineralización se presenta en un enrejado de vetillas y en menor proporción forma diseminada. Ejemplo pórfidos cupríferos presentan esta forma. Bolsones o papas (mineros chilenos): Cuerpos mineralizados de menor dimensión que los Stock Work, igual forma y mineralización, no tienen restricciones en cuanto a la textura. Pipas o Chimeneas: Corresponden a cuerpos cilíndricos discordantes, la diferencia entre Chimenea y Pipa, radica en que en que la chimenea presenta una disminución paulatina de sus leyes, en cambio en la pipa existe un cambio drástico en las leyes. Normalmente forman parte de los sistemas de pórfidos cupríferos, ejemplo Sur-Sur y Andina. Clasificación de los yacimientos según su textura Diseminado: son cuerpo con mineralización diseminada, es un cuerpo en donde la mineralización se presenta homogéneamente diseminada como pequeñas partículas en un cuerpo de roca. Macizos (Massive): Son aquellos en los cuales la mineralización ocupa un 70% o más del volumen, generalmente son yacimientos macizos lo yacimientos de fierro. Stock work Brecha: Presentan una similitud con la textura de rocas, ejemplo yacimiento brechosos, en los cuales los fragmentos de brechas o la matriz de la brecha corresponde a la mineralización útil. Ejemplo Andina. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 44 Clasificación de los yacimientos según los tipos de productos Yacimientos metalíferos: Aquellos en que el producto final es un elemento metálico. (Fe, Cu, Zn, Pb, Au, Ag, etc.) No Metálicos (minerales Industriales): Corresponde aquellos en los cuales el producto final útil, corresponde a una especie mineral. (Cuarzo, granate, Micas, Feldespatos, Arcillas, etc.) Clasificación según un criterio industrial-económico (tipos de industria) Referido al tipo de industria al cual constituyen en materia primas básicas, se tiene: Ferrosos: Todos aquellos que cuyos contenidos útiles finales se utilizan en la industria del Acero. (Fe, Vanadio, Titanio, Cr, etc.) No Ferrosos: El resto, que no son utilizados en la industria del Acero. Básicos: Esto de acuerdo si los productos finales son utilizables en las industrias básicas. Son Industrias Básicas aquellos que se utilizan sus productos como factor económico para medir el nivel de desarrollo de un país, dado su consumo de estos productos. Este es un criterio económico, que es variable en el tiempo. Ejemplo: Cobre, fierro, uranio, etc. No básicos: El resto Metales preciosos o de alta tecnología: Esta determinado por las características físicas químicas que tienen, esto es aquellos que tienen un alto punto de fusión y/o son refractarios. Ejemplo son ladrillos en hornos que son refractarios y no reaccionan en altar temperaturas. No preciosos: El resto. Clasificación de los yacimientos según un punto de vista energético Energéticos: Aquellos que a partir de sus productos sirven para generar energía en forma directa o indirecta energía. Yacimientos energéticos están clasificados de acuerdo el estado de la materia, que son fluidos (líquidos o gaseosos) y no fluidos (solido). Yacimientos fluidos son los yacimientos geotérmicos, gas natural, petróleo. Yacimientos no fluidos son el bitumen, carbón, uranio, torio, litio, etc. No Energéticos: El resto. Yacimiento energéticos fósiles: Aquellos en los cuales el carbono es constituyente esencial y los cuales se han formado de descomposición de materia orgánica. (Carbón, Hidrocarburos) Yacimientos energéticos no fósiles: Sirven para la generación de energía, pero no contienen Carbono en su composición. (Uranio, torio, litio, yacimientos geotérmicos) GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 45 Clasificación de los yacimientos según su los procesos geológicos asociados Yacimientos Ígneos: Son los yacimientos que se han formado por procesos ígneos y asociado a rocas ígneas, ejemplo de estos son los pórfidos cupríferos, yacimientos epitermales de oro y plata, como pascua Lama. Yacimientos Sedimentarios: Yacimientos que se han formado por procesos sedimentarios y asociado a rocas sedimentarios, ejemplo, yacimientos de caliza, carbón, también yacimientos metalíferos, como yacimiento de fierro en Australia y Brasil que corresponde a algunos de los yacimientos metalíferos más grandes del mundo. Yacimientos de cobre y cobalto en Zaire y Zambia, yacimientos sedimentarios de cobre, yacimientos de manganeso. Yacimientos Metamórficos: relacionadas con procesos metamórficos y rocas metamórficas, ejemplo yacimientos de granate (lijas) en chile, yacimientos de asbesto y yacimientos de oro. Clasificación de los yacimientos de acuerdo a las variables de formación, temperatura y presión Las clasificaciones más importantes son: Niggli, Lindgren, Schreiderhohm Clasificación de los yacimientos de acuerdo al ambientes Tectónicos petrológicos en el cual se forma el yacimiento Ambientes Estables o cratónicos o escudos precámbricos: Estos ambientes es de la primera corteza formada en el planeta y está caracterizado por que en ellos no existe, ni en el pasado ni en el presente, ni actividad ígnea ni sísmica (Sudamérica: escudo brasileño, también abarca Venezuela). Ambientes inestables: Son ambientes que se caracteriza porque en ellos existe actividad ígnea y/o sísmica, y los más importantes están definidos en términos del tipo de esfuerzos que hay en ellos: Inestables Compresivos: Son ambientes que actúan en ellos esfuerzos de carácter compresional y pueden ser de borde continental (Chile) o de arco de islas (cadena de islas de Japón, y en el pasado la cordillera de la costa en Chile). Se habla que son ambientes de destrucción de corteza. Inestables Extensivos: Son ambientes que actúan en ellos esfuerzos de carácter extensional y producidas por corrientes de convección dentro del manto superior, son ambientes de creación de corteza, tanto oceánicos como continentales. Extensivo oceánico un ejemplo es el mar rojo y extensivo continental es Brasil y Argentina. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 46 3.1. Magmas Si consideramos que en cuanto en cantidad existe un gran porcentaje de rocas ígneas, se puede decir que la mayoría de los yacimientos están asociados a procesos ígneos. La corteza terrestre está compuesta por un 90% de rocas ígneas, la mayor parte de los yacimientos se han provocado por estos procesos, con lo que se hace importante determinar la formación de un magma en los procesos ígneos. Magma: Fluido viscoso de alta temperatura que proviene del interior de la corteza y que a partir del cual se forma las rocas ígneas. Se establece en forma empírica, observación directa que existen varios tipos de magmas. Magmas silicatados: rocas ígneas intrusivas o extrusivas. Magmas de mena: magmas que no se encuentra dentro de su composición los silicatos o se encuentra en muy baja proporción. De este tipo de magma existen varios tipos: Magmas carbonatíticos: formados en más de un 90% en carbonato y se ha observado la emisión de magmas carbonatíticos en Tanzania y rocas ígneas de carbonato, no es la caliza. Magmas de mena sulfurados: Su composición es de sulfuros y rocas de 100% sulfuros, yacimientos masivos de sulfuros. Magmas de mena de óxidos de fierro: Originan yacimientos de fierro y/o yacimientos IOCG; mayor evidencia de estos es en Chile en el Laco, segunda región donde hay lavas y yacimientos de óxidos de fierro. Magmas de azufre: actividad volcánica se emite azufre líquido, primera evidencia empírica de esta emisión fue en chile en la segunda región. Todos estos magmas, excepto el carbonatíticos (existe una gran discusión, se cree que viene de magmas mantélicos), son magmas silicatados originados por la inmisibilidad de líquidos. Juega un rol fundamental las presiones parciales de O 2 , S, CO 2 , F y P. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 47 3.2. Consolidación de un magma silicatado El magma silicatado pasa por las etapas descritas en el diagrama que sigue, estas etapas están definidas por Niggli por el diagrama de Niggli, este considera presión interna del magma (no presión litostática ni presión total), y temperatura. Sobre la base de este esquema podemos analizar las características de las diferentes etapas del proceso de consolidación del magma y la relación que existe entre esas diferentes etapas con la formación de yacimientos ígneos. En el diagrama de diferenciación magmática de Niggli podemos diferenciar dos grandes etapas en la consolidación del magma. a. Etapa Ortomagmática Tiene lugar entre los 750~1200 °C y las presiones más bajas internas del magma. La etapa Ortomagmática está caracterizada por que dentro de ella se tiene lugar la consolidación del mayor volumen de magma originando prácticamente todas las rocas ígneas. Al final de la etapa ortomagmática lo que queda es un residuo de magma el cual es rico en volátiles y agua, lo cual a su vez hace aumentar considerablemente la presión interna del magma (magma residual da origen a la siguiente gran etapa, la de cristalización residual). Esta etapa se divide en dos subetapas, las cuales son: Primera cristalización Se tiene lugar en las temperaturas más altas 1200 - 1000 °C y una presión interna del magma relativamente constantes, asintótica al eje de la temperatura. Diagrama de Niggli 100 300 500 700 900 1100 Presión T e m p e r a t u r a ° C 1º cristalización Cristalización principal Sub-etapa pegmatitica- neumatolítica Sub-etapa hidrotermal Etapa ortomagmatica Etapa de cristalización residual GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 48 Durante la primera cristalización se forman los primeros minerales de alto peso especifico, minerales ferro magnesianos y los minerales de la parte alta de la serie de Bowen (vale decir minerales ferro magnesianos los cuales a su vez están caracterizados por tener un alto peso especifico). Como consecuencia de esta subetapa se tiene la formación de las rocas Máficas y Ultramáficas. Cristalización Principal Tiene lugar entre los 750~1000 °C con un aumento casi lineal de la presión interna del magma. Durante esta subetapa se genera un aumento de volátiles, haciendo crecer considerablemente la presión interna del magma como una recta, también se van a formar todas las rocas ígneas tanto intrusivas como extrusivas de: Granito ·Gabro Riolita ·Basalto Al final de la cristalización principal lo único que queda del magma es una mezcla de volátiles y de agua, lo que determina un incremento sustancial de la presión interna del magma. b. Etapa de Cristalización Residual Se desarrolla entre los 100~750 °C y se encuentran en ella las presiones internas del magma más altas. La etapa de Cristalización Residual, se produce una cristalización de las soluciones volátiles y que en conjunto con el agua darán origen a los últimos minerales de la serie de Bowen. Esta etapa se divide en dos subetapas, las cuales son: Pegmatítica Neumatolítica Durante esta etapa se encuentran las mayores presiones internas del magma dado la concentración de volátiles existentes y se encuentra a una temperatura entre 500 – 750ºC Durante esta subetapa se forman minerales de gran tamaño y rico en volátiles, originando rocas Pegmatítica y Neumatolítica. A medida que cristalizan los minerales disminuye la presencia de volátiles, con lo que se tiene una disminución grande y brusca de la presión interna del magma. Al final de esta etapa queda un residuo de una solución acuosa caliente cuya cristalización formara la etapa siguiente. Hidrotermal Durante la subetapa hidrotermal se forman minerales que cristalizaran llenando espacios abiertos o por reacción de la solución con minerales en las rocas preexistentes. Esta etapa se encuentre entre los 100 – 500 ºC y con una disminución lineal de la presión interna del magma. Un magma silicatado no necesariamente pasara por todas estas etapas, esto depende de su presión interna del magma, temperatura y de su composición inicial del magma silicatado (que dependen a su vez del ambiente tectónico en que se formo el magma). Tipos de yacimientos que es posible que se formen en cada etapa GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 49 Durante la Primera Cristalización de un magma silicatado se van a formar los yacimientos de minerales que están caracterizados por un alto peso específico, siempre van a estar asociados a rocas Máficas y Ultramáficas. Durante la Primera Cristalización se van a formar los yacimientos de Cromo en forma de Cromita, además se van a formar los yacimientos de Níquel, en la forma de Sulfuros y Silicatos por lo general, también se formaran todos los yacimientos Platino y Platinoides, bajo condiciones especiales, en esta etapa, se formar todos los yacimientos de Diamantes (todos estos yacimientos se van a formar mediante un magma silicatado en la primera cristalización), esto debido a que existen las condiciones de más altas temperaturas y presiones totales. Se forman también yacimientos menores de Cu, Au y yacimientos de importancia de Fierro y titanio. En la cristalización principal en un magma silicatado “no” se van a forman yacimientos solamente se forman rocas. En la etapa Pegmatítica Neumatolítica se van a formar los yacimientos de minerales industriales, los que se presentan en rocas pegmatitas, yacimientos de cuarzo, feldespatos y micas, además se forman todos los yacimientos de piedras preciosas con excepción del Diamante. Se forman todos los yacimientos de Estaño y la mayor parte de los yacimientos de Uranio - torio y yacimientos menores vetiformes de Cobre, Fierro y Oro. En la Etapa Hidrotermal se forman los yacimientos más importantes de Cobre en Pórfidos Cupríferos y todos los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos (principal fuente de plomo y zinc) que en conjunto representan todos los yacimientos de pórfidos. Se forman yacimientos epitermales y mesotermales oro y plata, parte importante de los yacimientos de Plomo, Zinc y Oro y además forman todos los yacimientos de yacimientos de Mercurio, tungsteno, Uranio, Wolframio y Antimonio, yacimientos vetiformes de cobre y fierro. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 50 3.3. Magmas de mena Un magma en su evolución no presenta todas las etapas de cristalización pero, sin embargo, siempre presentan una Cristalización Principal pero esto no significa que va a formar necesariamente magma de mena. Un magma puede tener solamente una etapa ortomagmatica o alguna de ellas. Las etapas de estos dependen de la presión interna del magma y la temperatura y de la composición original del magma silicatado y a su vez está condicionado por el ambiente tectónico del magma. Los magmas de mena se forman en su mayoría por procesos de inmisibilidad de líquidos a partir de un magma silicatado y esta inmisibilidad está condicionado por la presencia de presiones parciales de: presión parcial de azufre, dióxido de carbono, fosforo y fugacidad del oxigeno. Estos magmas de mena por la inmisibilidad del magma silicatado se separa de este y se desarrolla en conjunto a este magma silicatado. Además la formación de estos magmas de mena están condicionado por los ambientes tectónicos de se pueden desarrollar. Magma sulfurado: en su evolución solamente presenta cristalización principal originando solo cuerpos masivos de sulfuros, generando yacimientos de Níquel, platino, cobre y oro, un ejemplo de esto es Sudbury, en Canadá, que es un yacimiento de níquel más grande del mundo, este es un cuerpo con 30 km de largo y existen seis fundiciones más grande que Chuqui. Magmas de óxidos de fierro: en su evolución presenta una cristalización principal, una subetapa Pegmatítica neumatolitica y una etapa hidrotermal. Durante la cristalización principal se forman cuerpos macizos de magnetita intrusivos y extrusivos originando yacimiento de fierro que se conocen como tipo Kiruna o yacimiento de magnetita-apatita. Yacimiento Kiruna es el más grande de estos tipos de yacimientos, todos los yacimiento de fierro que se explotan en la cordillera de la costa y de los andes, son de este tipo, el más importante es El Laco. Durante la subetapa de Pegmatítica neumatolitica se originan yacimiento o cuerpos de magnetita-apatito-actinolita, estas apatitas son ricas en uranio, torio y tierra raras, estas pegmatitas forman yacimientos de fierro, apatita (fosforo), yacimientos de uranio y torio, y tierras raras. En la etapa hidrotermal de este tipo de magma se forman los yacimientos IOCG (mas grande del mundo de este tipo de yacimientos es Olimpic dumme), en Chile tenemos Candelaria, San Pedro, ambos en la tercera región. Magmas carbonatiticos: en su evolución presentan una etapa de cristalización principal y una etapa hidrotermal. Durante la cristalización principal se forman las rocas intrusivas y extrusivas compuesta en más de un 90% de carbonato y con presencia de minerales de uranio, torio y tierras raras. Estas rocas constituyen del por si yacimientos de carbonatos (concentración mayor que la calizas), yacimientos importantes de uranio, torio y la principal fuente de elementos de tierras raras (Lantánidos, se usan en alta tecnologia, valor altísimo, valor según su peso atómico). Subetapa hidrotermal se forman yacimientos de cobre, diseminados de cobre los cuales en términos de recursos y leyes son similares a los pórfidos cupríferos, un ejemplo de esto es la mina Palabora, en Sudáfrica, este es un yacimiento con el menor costo de producción del mundo, productos, magmas carbonatiticos se aprovechan todo. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 51 Magmas de azufre: en su evolución presentan solamente una cristalización principal en la forma de coladas de lava de azufre, constituyen yacimientos de azufre. Y el primer volcán del cual se estableció la emisión de estas coladas en el volcán Lastarria en Chile, segunda región. 3.4. Tipos de ambientes tectónicos y su relación con los tipos de magmas Ambiente tectónico estable En ambientes estables el magma tiene un alto contenido de elementos Ferro magnesianos (Fe y Ni) y bajo contenido de agua y volátiles. Presenta las siguientes etapas: - 1ª Cristalización - Cristalización principal Con lo que se presentan magmas sulfurados y magmas de óxidos de fierro. Los yacimientos que podemos encontrar aquí son los yacimientos IOCG, y debido a la cristalización principal se formara la primera corteza y escudos precámbricos, se encontraran yacimientos de níquel y todos los yacimientos de níquel del mundo se encuentran en ambientes estables, además existe yacimientos de cromo, platino y platinoides, se encuentra diamante, todos los diamantes se encuentran en ambientes estables precámbricos, yacimientos de fierro (magnetita-apatito). Ambientes inestables extensivas oceánicas GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 52 La figura anterior muestra la formación de yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos, en que la alta presión de vapor sale a la superficie con carga significativa de metales y luego al ascender disminuye su temperatura y diluye y precipita en forma de metales. En estos ambiens solo actua la presión hidrostática. Corresponde a zona de creación de corteza formada por magma cuyo origen es del manto superior por lo que es rico en Ferro magnesianos y agua de mar que se ha filtrado por fracturas abiertas debido a los estados tensiónales, por lo que se presentan las siguientes etapas de cristalización: - 1ª Cristalización - Cristalización principal - Subetapa Hidrotermal Posiblemente se encuentren yacimientos en las etapas de la primera cristalización y etapa hidrotermal, donde lo más seguro que encontremos yacimientos de óxidos de fierro. Además se encuentra los yacimientos estratos ligados Vulcanogénicos, dado por la etapa hidrotermal, de cobre, plomo y zinc (solo se forma en este ambiente). Posiblemente yacimientos IOCG si existe un magma de óxidos de fierro. Aquí existen recursos importantes pero no son explotables a que no existe la tecnología para trabajar a estas profundidades y no se puede extraer energía. Esta corteza se va desplazando y puede haber corteza oceánica antigua en superficie formando continentes. Ambientes inestables extensivas continentales Corresponde a zonas de creación de corteza formada por magma proveniente del manto superior y fusión parcial de corteza continental, siendo rico en volátiles; presenta las siguientes etapas de cristalización: - Cristalización principal - Subetapa Pegmatítica Neumatolítica Y a partir de magmas carbonatiticos. Acá se pueden encontrar yacimientos de minerales industriales, piedras preciosas, excepto diamante, yacimientos de estaño se encuentran solamente en este ambiente. Yacimientos de uranio primario, formando tanto de un magma silicatado y carbonatiticos, se encuentra además yacimientos de cobre y yacimientos de tierras raras. Ambiente compresivo Ya sea de borde continental o de arco de islas, el magma se origina del manto superior, sedimentos con agua y corteza fundida, presenta las siguientes etapas de cristalización: - Cristalización Principal - Subetapa hidrotermal Se encuentra además magmas de óxidos de fierro y azufre. Se encuentran los siguientes yacimientos de magmas silicatados, los yacimientos del tipo Pórfido Cupríferos (solo en este GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 53 ambiente), yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata, yacimientos IOCG, y todos los yacimientos vetiformes de Wolframio, mercurio, etc. 3.5. Aplicación a nuestro país, Chile El siguiente diagrama representa las diferentes zonas de formación o destrucción de corteza en un corte transversal del territorio chileno. (1) Magma toleíticos, el movimiento de la placa es de 5 centímetros al año, registro hecho satelitalmente. (2) Plano donde se producen los terremotos. (3) Magma por aporte del manto, corteza oceánica, fusión de la corteza continental, sedimentos y magma calcoalcalino. (4) Magma alcalino, dado sus características químicas. Rasgos Morfológicos 1. Cordillera Meso Oceánica (Isla de Pascua) 2. El Nivel de Mar 3. Fosa Oceánica (Mayor profundidad frente a Tal-Tal 6000mt) 4. Cordillera de la Costa 5. Valle Central 6. Cordillera de los Andes 7. Pampa Argentina GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 54 Rasgos Tectónicos 1. Corteza Oceánica con un espesor de 5 Km. Sobre el manto superior 2. Una zona que corresponde al plano de Benioff y corresponde al plano en donde se producen todos los sismos en Chile, correspondiendo a la zona de subducción, lugar en donde la corteza oceánica se hunde por debajo de la corteza continental. 3. La corteza continental en la zona de la cordillera de los Andes tiene un espesor de 30 Km. Los yacimientos que se están formando son los que se realizan en ambientes compresivos continentales, ubicado en la cordillera de los Andes. Aquí existen magmas silicatados por primera cristalización, cristalización principal e hidrotermal, además de magmas de óxidos de fierro; con lo que podemos encontrar yacimientos epitermales y mesotermales, yacimientos vetiformes de mercurio y wolframio (antes de la Guerra mundial, chile fue el principal exportador de mercurio). Los magmas de óxidos de fierro generaran entonces yacimientos IOCG y yacimientos de fierro. Recordar que en el pasado lo que es ahora la cordillera de la costa era un arco de islas y entre este y lo que es argentina existía un mar marginal. Por lo que en la cordillera de la costa existen yacimientos que se formaron en un ambiente compresivo de arco de islas, con lo que en un magma silicatado podemos encontrar yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata, pórfidos cupríferos (Andacollo, yacimiento del cretácico y actualmente en explotación). Yacimiento mantos blancos, Lo Aguirre ubicado en la cordillera de la costa son yacimientos estratos ligados vulcanogénicos, ubicado en el lado este de la cordillera de la costa (estos se encuentran solo en la cordillera de la costa por ambiente de extensión). Este mismo magma de oxido de fierro generara yacimientos de fierro a lo largo de la falla de Atacama, IOCG, un ejemplo son mantos verdes y candelaria. También por este ambiente compresivo se generara magmas de azufre, por lo que la cordillera de la costa no existen ya que están todos erosionados ya que las coladas son frágiles entonces es probable que existieron pero fueron todos erosionados. Tanto en la cordillera de la costa como en los Andes encontramos yacimientos similares, de pórfidos cupríferos (Andacollo y teniente por ejemplo). Existen diferencia de todas formas entre los pórfidos cupríferos encontrados en la cordillera de la costa y en la cordillera de los Andes, en que tienen más recursos y las leyes primarias son de más de 1% en este ultima (cordillera de la costa tiene leyes primarias del orden de 0,6%), esta diferencia se determina por que hay mayor depositación de sedimentos en los bordes continentales dado por que existe más superficie a erosionar, con lo que estos van hacia la fosa marina con lo que, más agua y un mayor volumen de sedimentos que incorpora agua, provoca mayores soluciones hidrotermales que en un arco de isla. Cabe destacar que en Chile nunca ha habido un ambiente estable por lo que se hace imposible que existan diamantes, este se da solamente en escudos precámbricos. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 55 En argentina existe un ambiente extensivo; con lo que hay yacimiento de estaño, yacimientos de uranio, pórfidos cupríferos se encuentra en la cordillera de los Andes. En Chile no existe la posibilidad de encontrar yacimientos de níquel, platinoides y estaños. Ahora bien se hace obvio que Chile tenga una gran cantidad de pórfidos cupríferos dado el ambiente de arco de islas antiguos que tenía antiguamente y el ambiente compresivo actual. Dentro del ambiente extensivo oceánica frente a Chile, se pueden encontrar yacimientos de Cu, Au, Pb, Zn y yacimientos asociados a estrato ligados vulcanogénicos., yacimientos platino, platinoides, níquel y cromo, fierro y titanio. Se hace importante conocer la geología básica, ya que esta es primordial para saber el tipo y características de los yacimientos que podemos encontrar dentro de un sector. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 56 4. PROCESOS DE ALTERACION HIDROTERMAL Y ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO La alteración hidrotermal es el proceso el cual reaccionan minerales preexistentes con soluciones acusas calientes, transformando estos minerales primarios en minerales de alteración o minerales secundarios. La alteración es un proceso importante ya que modifica las características fisicoquímicas de la roca, además porque es un proceso que en muchos tipos de yacimientos forma parte del modelo de ellos y finalmente afecta a todos los procesos mineros. La alteración se expresa en términos de: Intensidad: se refiere al volumen de mineral primario que han sido transformado a minerales de alteración. Extensión: se refiere a la extensión en términos de área en la cual se extiende la alteración. La alteración se clasifica en cuatro criterios, estos son: 1. Origen de la solución, pudiendo ser de dos tipos Hipógena: se produce por soluciones que ascienden del interior de la corteza hacia la superficie y ella tiene lugar al mismo tiempo y por los mismos procesos que dieron lugar al yacimiento, por lo que es parte del modelo del yacimiento. Esta alteración tiene mayor intensidad con la profundidad. Supérgena: si se produce por soluciones que descienden desde la superficie al interior de la corteza. Esta alteración supérgena, está determinada fundamentalmente por factores externos que actúan sobre la superficie, un ejemplo de alteración supérgena corresponde a la meteorización. Esta alteración se produce con posterioridad a la formación del yacimiento con lo que no forma parte del modelo yacimiento. Su intensidad disminuye en profundidad. 2. Asociación Mineralógica que lo caracteriza, estas son: Nombre: Asociación mineralógica: Propilítica (Por Hidrólisis) Clorita + Epidota. La roca que presenta alteración Propilítica está caracterizada por los colores verdes, que se lo imprime la presencia de clorita y epidota, y esta alteración no afecta sustancialmente el comportamiento físico químico de las rocas, ni los procesos mineros. Fílica (Por Hidrólisis) Cuarzo + Sericita. La roca que presenta esta alteración tiene un color blanco, caracterizado por el cuarzo y la sericita, esta alteración dependiendo de su intensidad puede afectar el comportamiento físico químico de la roca y procesos mineros. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 57 Arcillica (Por Hidrólisis) Minerales de arcilla (Caolín o Montmorillonita). La presencia del Caolín le da un color blanco a la roca, mientas la Montmorillonita da un color café rojizo; el caolín se presenta en alteración Hipógena, mientras la Montmorillonita se presenta en alteración supérgena, con lo que se hace importante la presencia de estos minerales para lograr determinar el origen de la alteración. La alteración arcíllica dependiendo de la intensidad altera el comportamiento fisicomecánico de la roca y los procesos mineros. Potásica (Por Cambio de Bases) Feldespatos Potásicos o Biotita. Las rocas que presentan esta alteración presentan un color rosado y con presencia de Biotita tienen un color moteado con aspecto de peca. Esta alteración no afecta el comportamiento físico mecánico de las rocas, ni los procesos mineros. Esta alteración es muy importante ya que se está asociada a la mineralización de Cu en los Pórfidos Cupríferos. Sódica (Por Cambio de Bases) Se Caracteriza por la presencia de Albita y en el mayor de los casos por carbonatos. Esta alteración no afecta el comportamiento fisicomecánico de las rocas ni procesos mineros pero la presencia de carbonatos afecta los procesos de Lixiviación ácida, debido al aumento del consumo de ácido, además es importante esta alteración ya que a ellas se le asocia la mineralización de a Cu en los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos. 3. Mineral Predominante Silícica: (por Hidrólisis), presencia de Sílice en cualquiera de sus formas. Clorítica: (por Hidrólisis), presencia de Clorita. Epidótica: (por Hidrólisis), Predomina Epídota Sericítica: Sericita Turmalinica: (por Hidrólisis), predomina la Turmalina. Actinolítica: (por Cambio de Bases), predomina la Actinolita. Albitización: (por Cambio de Bases), predomina la Albita. Carbonátitica: calcita GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 58 4. Procesos Químicos, de acuerdo al proceso que se atribuye a la alteración, estos son por hidrólisis o cambio de base. a) Alteración por Hidrólisis, en esta alteración se produce una remoción de los iones de H + del fluido y a su vez remoción de cationes de la roca tales como calcio, potasio, sodio, magnesio, Fe. Esta alteración implica un aumento del pH en la fase acuosa. - Seritización de Feldespatos Potásicos: 3KalSi 3 O 8 + H + ÷KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + 2K + + 6SiO 2 Feld. K Sericita - Seritización de Albita: Albita Sericita 3NaAlSi 3 O 8 + 2H + + K + ÷KAlSi 3 O 10 (OH) 2 + 3Na + + 6SiO 2 - Caolinización de la Albita: Albita Caolín 2NaAlSi 3 O 8 + 2H + + H 2 O ÷Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2Na + + 4SiO 2 - Cloritización de la Biotita 2K(Mg, Fe) 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 + 4H + ÷Al(Mg,Fe) 5 AlSi 3 O 10 (OH) 8 + (Mg,Fe) 2+ + 2K + +3SiO 2 Biotita Clorita El pH de la solución varía de pH ácido a pH básico, por el consumo de H + . En todas estas reacciones hay liberación de SiO 2 . En todas estas reacción al liberarse sílice determina la presencia de vetas y vetillas de cuarzo, con lo que estas vienen de estas reacciones. b) Alteración por Cambio de Bases, se produce un intercambio de iones entre los minerales primarios, en este caso no hay una variación del pH de la solución. - Transformación de Albita a Feldespatos Potásicos NaAlSi 3 O 8 + K + ÷KAlSi 3 O 8 + Na + Albita Feld. K - Albitización de Anortita Anortita +En sol. + Fase acuosa Albita CaAl 2 Si 3 O 8 + 2Na + + 4SiO 2 (ac) ÷2NaAlSi 3 O 8 + Ca + GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 59 En estos casos no hay cambio de pH debido a que no interviene el H + . Alteración Supérgena ¬Solo se puede producir por Hidrólisis Alteración Hipógena ¬se puede producir por hidrólisis o Cambio de Bases La alteración Propilítica, Arcillica, filica se produce por la alteración por hidrólisis y la alteración potásica y sódica por cambio de bases. La alteración es importante porque:  Modifica el comportamiento fisicomecánico de las rocas.  Afecta los procesos mineros (perforación, conminución, concentración, etc.)  Muchas veces es parte de los modelos del yacimiento. Debido a los puntos anteriores es importante determinar la intensidad y la extensión de la alteración. Intensidad: Se refiere a la propagación volumétrica de minerales primarios que han sido transformados en minerales de alteración. Extensión: Se define como el área o volumen de las rocas afectadas por la alteración. Estos dos conceptos no son proporcionales. En relación a los yacimientos es importante en primer lugar determinar si la alteración es Supérgena o Hipógena, esto debido a que la alteración Hipógena es parte de los modelos del yacimiento mientras la Supérgena no tiene ninguna relación con los yacimientos. La intensidad de la alteración Supérgena va a disminuir a medida que se profundiza en el área. Los criterios para diferencias la alteración Supérgena de la Hipógena son: - Mineralogía - Intensidad GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 60 5. PROCESO DE OXIDACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO Son los procesos que se producen con posterioridad a la formación de los yacimientos por la acción de soluciones supérgena, fundamentalmente agua lluvias que se infiltran al yacimiento. Los cuales reaccionan tanto con los minerales como con los minerales primarios de la roca, vale decir, una alteración supérgena por hidrólisis y transformando la mineralogía de mena en los yacimientos. Este proceso produce cambios enormes en las características tanto, geológicas como mineras del yacimiento y es el responsable de las mayores leyes de los pórfidos chilenos, que son leyes secundarias. Los efectos que tienen en el yacimiento son alteración supérgena por hidrólisis que se puede sobre imponer a una alteración Hipógena (cambio físico mecánico va afectar a los procesos mineros, etc.). Los efectos de este proceso es el cambio fundamental en la mineralogía de mena, otro cambio lo constituye la movilización de cationes útiles, produciendo empobrecimiento y enriquecimiento de leyes. Otro cambio corresponde al peso especifico, el proceso implica transporte de masas, por lo cual tiene una gran significado en el cálculo de reservas, además el procesos dentro de un yacimiento en explotación produce una seria de problemas mineros. En lo que se refiere a lo anterior, los yacimientos de Cu, existe un proceso de oxidación y enriquecimiento secundario, produciendo, lo que implica un cambio significativo de las leyes del yacimiento, lo cual puede llevar a que en ciertos sectores del yacimiento exista un aumento de las leyes por un factor de 10, esto determina que ciertos yacimientos puedan tener leyes primarias subeconómicas pero por este proceso sean rentables. Este proceso hace que los yacimientos de cobre chileno sean los de mayor ley en el mundo, en especial en los Pórfidos ubicados entre la I y II región. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 61 Las leyes por efecto de este proceso se llaman leyes supérgenas o secundarias. Zona Lixiviación = Gossan = Sombrero de fierro. Zona de Cementación = Zona de enriquecimiento secundario = zona sulfuros Supergenos = zona sulfuros secundarios = zona de eriquecimiento supergeno = Zona Supérgena. Zona Primaria = Protope = Zona sulfuros primarios = Zona hipogena=zona de sulfuros hipogenos. Las variables que controlan el proceso de oxidación y enriquecimiento secundarios son: 1. Variables Fisicogeológicas Clima: Zonas muy lluviosas son desfavorables debido a que el nivel de aguas subterráneas se encuentra muy cerca de la superficie, no dejando volumen del yacimiento expuesto al proceso. (En Chile es favorable entre la I y III Región.) Erosión: Es desfavorable, debido a que remueve volumen del yacimiento. (Cordillera de la Costa). Permeabilidad: Es favorable para el proceso, permitiendo la migración de iones en solución. Movimientos Epeirogenicos: Corresponden a movimientos e ascenso y descenso de la corteza con respecto al nivel de mar, estos movimientos se producen durante los terremotos. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 62 En el Norte de Chile se dan todas las condiciones favorables para las procesos de enriquecimiento secundarios. Para que el proceso de enriquecimiento secundarios se afectivo se necesita que exista un balance entre la oxidación y la erosión y un nivel de aguas subterráneas inactivo. 2. Variables Química y Fisicoquímicas La serie de Schurmann representa la secuencia de estabilidad de sulfuros de metales pesados y al mismo tiempo el orden de solubilidad relativa de los sulfuros. Aumenta afinidad por el S Pa-Hg-Ag-Cu-Bi-Cd-Sb-Pb-Zn-Ni-Co-Fe-As-Ta Aumento de la solubilidad como sulfuró Mientras más separados estén los elementos entre sí, más rápido será la reacción entre ellos, produciéndose a presión y temperaturas bajas. Los metales que se presentan en solución reemplazan a otro que este más debajo de la serie como, en la forma de sulfuró. Reacciones en la Zona de Oxidación 2FeS 2 + 15/2O 2 + 4H 2 O÷Fe 2 O 3 + 4SO 4 = + 8H + Esta reacción es la que inicia el proceso. Es una reacción exotérmica, liberando calor. Es muy importante la presencia de Pirita. Este proceso es muy perjudicial a los procesos mineros, por lo que se debe tener un sistema de ventilación adecuado, para la restricción de oxigeno para la reacción y evacuar el aire calentado por la reacción. 2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O ÷Fe 2+ + 4SO 4 = + 4H + 2Fe = + 1/2O 2 + 2H + ÷Fe 3+ + H 2 O 4FeS 2 + 12O 2 + 10 H 2 O ÷4FeO 2 + 8SO 4 = +16H + 2CuFeS 2 + 17/2O 2 + 2H 2 O ÷Fe 2 O 3 + 2Cu 2+ + 4SO 4 = + 4H + 2CuFeS 2 + 4Fe 3+ + 3O 2 +2H 2 O÷5Fe 2+ + Cu 2+ + 2SO 4 = + 4H + Reacciones en la Zona de Enriquecimiento Secundario 5FeS 2 +14Cu 2+ +14 SO 4 = +12H 2 O ÷7Cu 2 S + 5Fe 2+ + 24H + +17SO 4 = En todas estas reacciones se libera ion H + reaccionando con los minerales de la roca, además las reacciones hipógenas modifican el comportamiento fisicomecánico de las rocas. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 63 Entonces bajo el nivel de las aguas subterráneas se va a tener un comportamiento fisicomecánico al de las rocas sobre el nivel de las aguas subterráneas. Si en este nivel existe la acción de un esfuerzo con un comportamiento más dúctil abajo y más frágil arriba, se producirá el fenómeno de estallido de roca. Las variables que controlan el proceso químico y fisicoquímico son:  pH  Eh  Pirita La relación entre Pirita: Sulfuro de Cu debe ser > 3, sino el proceso no se realiza. Por encima del nivel de aguas subterráneas hay una remoción de masa, la cual emigra hacia abajo el nivel de aguas subterráneas Proceso de Enriquecimiento Secundario para los Yacimientos de Oro En los yacimientos de Oro en Chile, el Oro se encuentra en las siguientes formas:  Oro Nativo  Cuarzo  Cuarzo (Au)  Pirita  Pirita (Au)  Arcenopirita (El Indio) El Oro contenido en Cuarzo no es recuperable, en cambio el oro contenido en Pirita o Arcenopirita, se recupera a través de un proceso de tostación, destruyendo la estructura cristalina; en el caso del proceso de Lixiviación es favorable en Pirita, dejando el oro libre sobre el nivel de las aguas subterráneas, por lo que la ley de Oro libre y Oro total aumentan, por debajo del nivel de las aguas subterráneas, los iones SO 4 = descienden en solución aumentando la masa, por lo que la ley de Oro libre y Oro total disminuyen. Yacimientos de Fe afectados por procesos de Oxidación Enriquecimiento Secundario El Precio de un mineral de Fe está determinado por los siguientes factores:  Ley de Fe: Alta Ley > 50% Baja Ley 20% - 50%  Tamaño de la Mena (1/2”)  Impurezas (P, S, Alcalis) La presencia de P en la mena de Fe es castigada, debido a que el P en los procesos de Altos Horno, polimeriza el Fe, adquiriendo la estructura cristalográfica de un plástico, por lo que su valor comercial es nulo. El S es castigado porque en los procesos de obtención de Fe se trata de eliminar el O de los óxidos de fierro, el oxigeno eliminado más el S presente en la mena de Fe se combinan formando SO 2 , siendo este gas sumamente contaminante, además existe una reacción incompleta del oxigeno con el C formando CO. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 64 Existen dos procesos por el cual se puede obtener Fierro metálico, los cuales son: 1. Alto Horno: Corresponde a un proceso de reducción y fundición por medio del cual se obtiene Fe metálico fundido. En este proceso se utiliza fundentes tales como la Caliza o Cuarzo para de esta forma hacer reaccionar el oxigeno de la Magnetita o de Hemátita con el Carbón Coke para formar CO 2 , el punto de fusión del Fe es de 1560 °C. Los altos Hornos han sido diseñados para trabajar con un tamaño de mena de ½”, si el tamaño de mena es menor, parte de él se pierde por la chimenea y para un tamaño mayor existe una reacción incompleta, formado CO el cual es nocivo. De este proceso se forman dos fases inmisibles, el Fe fundido y la escoria. 2. Reducción Directa: Funciona con la mena en estado sólido, sin necesidad de fusión por lo que necesita menos energía, este proceso consiste en hacer pasar un gas altamente reductor por la mena de Fe, en un sistema continuo, para realizar una reacción oxido-reducción con el oxigeno presente en la mena. En la actualidad existen 3 grupos de patentes para este proceso. - Utilización de H como reductor: El H + + O = se combina para formar H 2 0 en forma de vapor, lo cual no es contaminante, sin embargo el uso del H tiene dos inconvenientes:  Alto Costo  El H es altamente inestable (combustible) y reacciona con facilidad con el oxigeno. Pro este motivo el proceso debe realizar a bajas temperaturas, pero esto reduce la cinética de la reacción. - Utilización del N como gas reductor: Las ventajas de este proceso son las siguientes:  Bajo Costo del N, se puede obtener fácilmente y a bajo costo.  No es inestable, por lo que no combustiona fácilmente con él O. Las desventajas del proceso son:  Produce en su reacción con el oxigeno NO x el cual es altamente contaminante. - Gas natural como reductor: En la actualidad es el proceso que se utiliza industrialmente, esto debido a que posee las siguientes ventajas:  No contamino, forma CO 2 como producto.  Es relativamente barato. En este proceso se hace pasar la mena de Fe por un reactor continuo a una temperatura de 300 a 400 °C, reaccionando el Carbón del gas natural con el Oxigeno del mineral para formar CO 2 , como producto del reactor sale un Fe metálico muy poroso llamado “Fierro Esponja”, el cual se lleva a la fundición para la formación de los distintos Aceros. En este proceso no hay formación de escoria por lo que la mena debe estar libre de Alcalis. Al igual que en los Altos Hornos, los reactores han sido diseñados para un tamaño de mena de ½”, para un tamaño menor la mena se impermeabiliza por lo que el gas no puede reaccionar con toda la mena; a su vez si la mena tiene un tamaño mayor a de diseño la reacción es incompleta formando CO. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 65 En Chile no existen plantas para obtención de Fe metálico, sin embargo en Argentina y Brasil si, ya que ellos obtienen el gas natural de la Patagonia y de las cañas de azúcar respectivamente. Para solucionar el problema de las impurezas se ha diseñado el proceso de Peletización, el cual se realiza en Huasco, Chile. Para poder eliminar las impurezas (P, S, Si) de la mena de Fe se muele la mena bajo #300 y se lleva a un proceso de concentración magnética para eliminar todas las impurezas, posteriormente se lleva la mena de Fe refinada a un proceso de aglomeración para darle la forma de una bola de ½”, para ello la mena es mezclada aglomerantes, los cuales varían según el destino del Pelets, si el destino es el Alto Horno, se utiliza como aglomerantes Caliza o Cal que además cumplen la función de fundentes en el proceso; a su vez si el destino es el proceso de Reducción Directa, el aglomerante utilizado es de tipo orgánico, el cual será eliminado en el reactor como CO 2 . El Pelets formado se conoce con el nombre de “Pelets Verde”, el cual se le hace pasar por un horno continuo a 600°C, de esta forma el aglomerante reacciona y endurece el Pelets. El producto final se conoce como “Pelets Cocido” el cual tiene un valor comercial mayor, ya que para los Altos Hornos el fundente ya viene con el mineral y homogenizado. En Chile los yacimientos de Fe contienen los siguientes minerales:  Magnetita  Apatito  Pirita  Cuarzo  Actinolita  Feldespatos Para los yacimientos de Fe, el proceso de Oxidación y Enriquecimiento Secundario influye de la siguiente forma: 2Fe 3 O 4 + ½O 2 ÷3Fe 2 O 3 En esta reacción existe una disminución de las leyes de Fe debido a un aumento del volumen de mineral y una disminución de relación Fe:O. 2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O ÷Fe 2+ + 4SO 4 = + 4H + 2Fe = + 1/2O 2 + 2H + ÷Fe 3+ + H 2 O 2Fe 3+ + 3O 2 ÷2Fe 2 O 3 Bajo esta reacción existe un aumento de las leyes de Fe, el cual se transforma de Pirita a Hematita. Además esta reacción limita la explotación de los yacimientos de Fe hasta el nivel de aguas subterráneas, debido a que el S desciende en solución como ion SO 4 = , disminuyendo el porcentaje de Azufre en la mena. El porcentaje de P se va a mantener invariable, ya que la Apatita no se transforma ya que se encuentra en su estado más alto de oxidación. Los Feldespatos se van a alterar por Hidrólisis, por estar inmersos en un ambiente ácido, gracias a la transformación de la Pirita. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 66 6. MINERIA CHILENA Analizando la importancia de la minería en Chile bajo un punto de vista macroeconómico, se puede decir que esta es solamente importante desde un punto de vista de ingreso de Divisas para el país, como lo demuestran las siguientes tablas. Niveles de empleo en Minería y en Chile Año Minería x10 3 Chile x10 3 Minería/Chile% 1980 74,570 3.257,1 2,3 1981 74,321 3.270,9 2,3 1982 64,123 2.943,1 2,2 1983 68,586 3.215,8 2,1 1984 69,185 3.286,0 2,1 1985 76,999 3537,4 2,2 1986 76,643 3.895,7 2,0 1987 81,398 4.010,8 2,0 1988 78,521 4.265,8 1,8 PGB de actividades productivas Sector 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Manufacturera 20,7 20,4 20,8 20,8 21,1 21,3 Agropecuaria 8,3 8,6 8,8 8,7 8,6 8,2 Minería 8,7 8,7 8,4 7,9 7,7 7,6 Telecosiones. 5,4 5,6 5,7 6,0 6,2 6,5 Construcción 5,1 5,8 5,5 5,8 5,7 5,7 Energía Si consideramos toda la energía eléctrica que genera el país, sólo la minería del Cobre, Salitre y Hierro, consumen aproximadamente el 48%, siendo de esto el consumo del Cobre el 41%, si además de la energía eléctrica se suma el consumo de combustible, la minería en Chile consume ~60% de la energía. Divisas Sector 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Minería 53,8 55,8 49,9 49,9 54,6 55,7 Industria 34,5 30,7 33,8 34,4 32,2 32,0 Forestales 11,7 13,5 16,3 15,2 13,2 12,3 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 67 Exportaciones USDx10 6 Mineral 1984 1985 1986 1987 1988 Cobre 1.603 1.788 1.757 2.234 3.416 Hierro 110 92 88 101 110 Salitre y Yodo 74 85 92 99 121 Oro y Plata 81 78 67 80 83 Otros 86 78 90 89 118 Individualmente el Cobre entrega la mayor cantidad de divisas, siendo este la base sobre el cual se realiza el presupuesto de la nación. Producción (Ton.) Mineral 1993 1994 1997 Cobre 2.078.522 2.189.547 ~3.000.000 Hierro 7.379.016 8.643.865 ~8.000.000 Oro 33 36 50 Plata 970 960 950 Molibdeno 14 15 16 Plomo 344 465 400 Zinc 29 30 30 Manganeso 63 63 63 En términos de tonelaje de producción, lo que más se produce en Chile, no es el Cu, sino que el Fierro, además se produce más Plata que Oro, la mitad de la producción de Plata en Chile viene de La Coipa, él cual es el yacimiento de Plata más grande del Mundo y de Oro en Chile. La producción de Oro de Chile, si bien Chile es 10° en producción, no es significante, la producción de Oro de Sudáfrica en un año es igual a toda la producción de Oro de Chile en su Historia. De todos los productos que produce Chile, se exportan Cobre, Fierro, Oro, Plata, Molibdeno, Plomo y Zinc, con la excepción del Manganeso que se consume íntegramente en el mercado local. Del Fe, de las 8 millones de Ton, 7 millones se exportan y el resto (1 millón) se dirige al consumo interno (Fundición de Huachipato). Determinada la importancia de los diversos minerales en Chile, se procederá a analizar cada uno de ellos, con mayor detalle, en orden de importancia. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 68 Minería del Cobre en Chile 1. Pórfidos Cupríferos: Es un yacimiento de súlfuro de Cu de grandes dimensiones (100 a varios miles de Millones de Ton) en la forma de Stockwork, de bajas leyes primarias (0,5 a 1,0%), y la mena se presenta en forma vetillas o diseminado, además puede tener como subproducto Molibdeno, Renio, Oro, Plata y están asociados a rocas ígneas Porfídicas. 2. Estratolígados Vulcanogénicos: Yacimientos de súlfuro de Cu, dimensiones medias y recursos del orden de 10.000 100.000 millones de Ton., poseen leyes de Cobre primarias del orden del 1,5%, la mineralización se presenta en forma de Bolsones, Mantos, Vetas o Diseminado. Dentro de este tipo de yacimientos, existen dos grupos que se identifican según mineralogía y proceso de formación del yacimiento.  Cu, Pb, Zn: están asociados a niveles estratolígados submarinos, el Cobre tiene una importancia relativa, dependiendo de la relación de su existencia en el yacimiento con los demás minerales. Este tipo de yacimientos son los segundos en orden de importancia en el mundo, para el Cobre  Cu, (Ag): En estos yacimientos la presencia de Oro no es definitiva, puede existir como no. 3. Yacimientos de Fe, Cu, Au: Estos yacimientos son nuevos en Chile, en cuanto a su descubrimiento. Se encuentran en la cordillera de la costa, en la zona de la Falla de Atacama asociada a yacimientos de Fe, se encuentra en brechas cuya matriz es rica en Hematita, con una ley de Fe del 20%, con súlfuros de Cobre con leyes primarias del orden de 1,5%, contenidos variables de Oro. Los recursos de estos yacimientos va desde algunos miles de Ton hasta más de 300 millones de Ton. La mineralización se presenta en una Brecha Hidrotermal y en parte Diseminado. 4. Yacimientos Exóticos: Corresponde a yacimientos de minerales oxidados de Cu y principalmente Silicatos de Cu que se presentan en Brechas de Escombro de Falda semiconsolidados, las leyes de Cobre son del orden del 1%. Estos yacimientos tienen recurso variables y se han formado por lixiviación de Pórfidos Cupríferos preexistentes. 5. Chimeneas de Brecha o Pipas de Brecha: Corresponden a cuerpos cilíndricos de súlfuros de Cobre con Molibdeno en alta ley, llegando al 2%, tiene recurso del orden de las decenas de millones de Ton, normalmente son parte del modelos de un Pórfido Cupríferos. 6. Yacimientos Skarn: Yacimientos que se encuentran asociados a Calizas que han sido afectados por metamorfismo de contacto. Son yacimientos e súlfuros de Cu con leyes de superiores al 1,5% y recursos de unos pocos miles hasta más de 50 millones de Ton. 7. Yacimientos tipo Vetas: En Chile existen dos tipos de yacimientos tipo veta: vetas de Cobre y vetas de Oro con Cobre como subproducto. Ambos son yacimientos de relativamente alta ley de súlfuros, con leyes que pueden llegar al 3%, pero de bajos recursos, el cual en la mayoría de los casos está bajo el millón de Ton. Los yacimientos de Cobre solamente se encuentran en la Cordillera de la Costa y la mayoría de ellos fueron explotados en el pasado y en la actualidad han sido abandonados. Los yacimientos de Oro con Cobre como coproducto se ubican en la Cordillera de los Andes y ellos son explotados solamente por los contenidos de Oro. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 69 8. Yacimientos Sedimentarios de Cu: Estos yacimientos son importantes en el mundo (Zaire), Corresponde a yacimientos de Cu nativo y óxidos de Cu, se encuentran en Areniscas o Lutitas. En Chile sólo se conoce un yacimiento de este tipo “San Bartolo”, el cual se encuentra en la II Región cerca de San Pedro de Atacama, este yacimiento bajo el punto de vista económico es subeconómico por su bajo tonelaje. Todos estos son los yacimientos de Cobre que existen en Chile, ahora los más importantes son los Pórfidos Cupríferos y yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos tipo manto y en los últimos años han empezado a adquirir importancia los yacimientos de Cobre Oro y tienen una relativa importancia los yacimientos Exóticos. Pórfidos Cupríferos Hasta fines de la década de los 70´ los únicos Pórfidos Cupríferos que se conocían en el mundo se ubicaban en el NW de los EE.UU. y en Chile. Los Pórfidos Cupríferos que se conocían hasta ese momento en Chile eran Chuquicamata, El Salvador y el Teniente. Esta situación llevó a una gran crisis debido a que la cantidad de recursos de Cu conocidos no eran suficientes para abastecer las demandas de Cobre en el mundo, como consecuencia de esto el precio del Cobre a comienzos de los 70´alcanso los mayores precios llevados a moneda actual, equivalente a un precio de US$ 3 la libra. En consecuencia hubo dos acciones, la búsqueda de nuevos yacimientos y la búsqueda de substitutos. La exploración de nuevos recursos de Cobre se basó fundamentalmente en la Hipótesis de que estos yacimientos se encuentran asociados a zonas de compresión tectónica, en zonas de borde continental y arco de isla. Los resultados de esta búsqueda fueron latamente positivos, de tal forma que para el año 1976 ya se conocían nuevos Pórfidos y no sólo en zonas de borde continental, además se descubrieron los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos que no eran conocidos hasta ese momento, los que representan el 25% de los recursos de Cu en el mundo. El resultado de este periodo fue el aumento de los recurso conocidos de Cobre y la baja del precio sobre todo a principio de la década de los 80´. Sobre la base de los resultados de la exploración de los Pórfidos Cupríferos se puede decir que los Pórfidos se encuentran ubicados en todos los continentes, en zonas compresivas de subducción de Arco de Isla o de Borde Continental modernas o antiguas, y la edad de los yacimientos va desde prácticamente el Cuaternario al Paleozoico. En relación con los Pórfidos Cupríferos analizaremos algunas consideraciones previas en cuanto al porqué los Pórfidos tienen una forma determinada. La mena de los Pórfidos se presenta intrusivos, aunque en la mayoría de los casos algo de mineralización se encuentra en las rocas intrusivas. Los intrusivos que contienen los Pórfidos Cupríferos caven dentro de la categoría de Stock. La composición Petrográfica de los intrusivos varía desde el Granito a Dioríta y de Monzonita Cuarcífera a Granodiorita. En la mayoría de las ocasiones estos Stock son compuestos, vale decir, presentan variación composicional dentro del mismo intrusivo. La variación composicional dentro del Stock está GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 70 comprendida entre una Dioríta Cuarcífera, Monzonita, Monzonita Cuarcífera y Granodiorita. Además el Stock presenta variaciones texturales y una de las características más sobresalientes es que al menos uno de sus miembros tiene textura Porfírica. La mena se presenta en la parte superior del intrusivo y los súlfuros que la componen ocurren como diseminados y como constituyentes de pequeñas vetillas (Diaclasas) generadas por el fracturamiento del intrusivo. En la mayoría de los casos la mena, la mayor parte de la mena se presente en la roca intrusiva, formando el núcleo central del yacimiento. De aquí que existe una fuere tendencia a que los yacimientos tengan una fuente tendencia a presentar una distribución circular concéntrica ya sea vertical u horizontalmente de las leyes, composición mineralógica y alteración. En un Pórfido Cuprífero existen dos aspectos composicionales fundamentales, estos son la mineralogía de la mena propiamente tal y de la alteración de la roca que siempre acompaña a los Pórfidos Cupríferos. Composición de la Mena La asociación de minerales de mena en un Pórfido Cuprífero es simple, siendo la Pirita el Súlfuro más abundante, sigue en orden de abundancia la Calcopirita y por lo tanto el súlfuro de Cobre más importante, la Bornita se presenta en menor cantidad y normalmente aparece entrecrecida con la Calcopirita, Cacosina y en menor proporción Covelina, suelen presentarse como constituyentes menores de Súlfuros Primarios, sin embargo estos últimos se presentan como producto de enriquecimientos secundario. La Molibdenita es un constituyente menor común en los Pórfidos Cupríferos, además comúnmente aparece conteniendo Renio, el cual también se considera como subproducto, existen también cantidades menores de Oro y Plata. En algunos yacimientos aparece Esfarelita (ZnS) y Galena (PbS) en cantidades significantes y junto con ellos cantidades menores de Tetrahedrita, Enargita, Tenentita y Arsenopirita, la presencia de estos minerales es importante debido a que aportan Arsénico, elemento que es castigado en un concentrado de Cobre. Comúnmente existe una zonación concéntrica de los minerales de la mena. Además a distancias mayores del cuerpo central de Cu-Mo, desde los 300 m a 3 Km existe una zona de yacimientos vetiformes de Cu, Pb, Zn, Au y Ag. Estos cuerpos vetiformes que se presentan en la periferia se han formado por relleno de fracturas y en parte también por reemplazo. Composición de la Alteración Una intensa alteración Hidrotermal es una de las características más sobresalientes de estos yacimientos. Esta alteración afecta tanto a la roca intrusiva que contiene la mena como a la roca inmediatamente la rodea. La alteración Hidrotermal que presenta un Pórfido Cuprífero está representado por una alteración Propilítica, Arcillica, Fílica y Potásica, las cuales presentan una distribución zonal concéntrica. Además posee una raíz central en el cuerpo intrusivo de Cuarzo, Sericita, Clorita y Feldespatos Potásicos, y una raíz lateral con la presencia de Clorita, Sericita, Epídota y Magnetita. Los Siguientes diagramas representan secciones verticales de los Pórfidos Cupríferos. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 71 (I) Muestra la relación de la alteración, él se puede apreciar una raíz central Cuarzo Sericita, rodeando lo anterior existe un núcleo central de alteración Potásica caracterizada por Cuarzo, Albita, Sericita, le sigue una alteración Fílica de Cuarzo, Sericita y Pirita; en los márgenes del núcleo central existe una alteración Arcillica de Cuarzo Clorita y Caolinita; además existe una raíz lateral caracterizada por Clorita, Sericita, Epídota, Magnetita; y rodeando todas las anteriores hay una alteración Propilítica de Clorita, Epídota, carbonatos y Adularia. (II) En este diagrama se ha sobrepuesto la distribución de la mena, la raíz central con Magnetita en mayor proporción que Pirita y Calcopirita, Raíz Lateral con Magnetita en mayor cantidad que Pirita; Alteración Potásica con un núcleo central de baja Ley; en la Alteración Arcillica y Fílica con las zonas de mayor Ley y además en la las Alteraciones Arcillica y Propilítica con un contenido de Pirita menor al 2%; en la periferia del cuerpo vetas de Au, Ag, Cu, Pb, Zn. (III) Señala la textura que presenta la mineralogía, la Raíz Central es Diseminada, Raíz Lateral se encuentra Diseminada y en Vetillas, Núcleo Central está Diseminado en igual proporción que Microvetillas. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 72 Las características de los Pórfidos Chilenos pueden resumirse en los siguientes puntos: 1. Todos se presentan en la forma de Stockwork. 2. Los yacimientos chilenos están asociados con cuerpo intrusivos del tipo Stock y específicamente al miembro Porfírico del Stock cuya composición petrográfica corresponde a Pórfidos Dioríticos, Pórfidos Tonalíticos, Pórfidos Granodioríticos, y Pórfidos Monzoníticos, además se encuentran intruyendo roca volcánica con la excepción de Chuquicamata. 3. En Chile existen dos franjas de Pórfidos Cupríferos, uno en la Cordillera de los Andes o Franja Andina, en que las edades fluctúan entre los 56,4 Millones de años en el yacimiento Mocha en la I Región a 4,3 Millones de años en El Teniente ubicado en la VI Región, la edad de los yacimientos en la Franja Andina disminuyen de Norte a Sur, además los yacimientos que se encuentran entre la I y III Región están asociados a una megafalla de carácter regional conocida como falla de Domeyko, la cual en Chuquicamata se conoce como Falla Oeste. La segunda franja de Pórfidos se ubica en la Cordillera de la Costa y se conoce como Franja Pacífica, el único yacimiento de interés económico conocido es Andacollo en la IV Región el cual tiene una edad de 90 Millones de año, estos yacimientos son de edad Cretácica. 4. Existe una intensa Alteración Hidrotermal que afecta a las rocas intrusivas, a los cuerpos de mena y a las roca adyacentes, sólo en uno de los yacimientos (El Teniente), esta alteración no es tan GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 73 intensa en el cuerpo de mena mismo, en todos los yacimientos esta alteración tiene una distribución zonal concéntrica. 5. En superficie los yacimientos de la Franja Andina presentan una distribución de alteración como el de la figura (a), mientras los yacimientos de la Franja Pacífica muestran en superficie una distribución de la figura (c), sólo uno (Andacollo) Presenta una distribución Figura (b). 6. El mineral más importante de cobre es la Calcopirita, lo sige la Bornita y Calcosina primarias, los pórfidos de la Franja Andina presentan Molibdenita como mineral se importancia secundaria y también se presenta Enargita que es el mineral que aporta las impurezas de Arsénico. En los yacimientos de la Franja Pacífica no existe Molibdeno y la principal impureza es el Mercurio, además existe un contenido relativo mayor de Oro que en la Franja Andina. 7. La mayoría de los Pórfidos Cupríferos presentan una estrecha relación de tipo espacial con Pipas de Brecha, de las cuales la Turmalina es abundante en su matriz, en el caso de Chuquicamata esta relación no se presenta. 8. En todos los Pórfidos Cupríferos chilenos los minerales de Cobre se presentan en una mayor parte rellenando vetillas en zonas que han sido intensamente fracturados y además en forma diseminada. Los Pórfidos de la Franja Pacífica presentan leyes primarias del orden del 0,5% al 0,6% (Andacollo), mientras los yacimientos de la Franja Andina las leyes primarias son semejantes al 1%. 9. Los yacimientos de la I al III Región presentan una parte superior lixiviada que va de unos pocos metros a más de 100 metros de espesor, debajo de esta zona lixiviada se encuentra una zona enriquecida principalmente con óxidos de Cobre tales como Anclerita, Brochantita y Atacamita, debajo de la zona de óxidos se encuentra una zona de súlfuros supérgenos que posee Calcopirita y Covelina secundarias asociadas con Pirita y Calcopirita primarias, esta zona grada en profundidad a la zona primaria en la que se encuentra Pirita y Calcopirita. Minería del Fierro en Chile En el mundo existen dos grupos de yacimientos de Fe, los cuales son: a) Yacimientos de Fe asociados a rocas y procesos ígneos. Estos yacimientos son los de más altas leyes, presentan impurezas de Fósforo, Azufre, Alcalis. b) Yacimientos de Fe asociados a rocas y procesos sedimentarios. Estos yacimientos son los que aportan la mayor cantidad de recursos y producción de Fe, no presentan impurezas de Azufre ni Fósforo. En Chile existen los dos tipos de yacimientos, sin embargo los recursos y toda la producción histórica y actual proviene de yacimientos asociados a rocas y procesos ígneos. Estos yacimientos, en Chile, se pueden dividir en dos grupos: a) Yacimientos de la Cordillera de Los Andes, asociados a rocas volcánicas terciarias. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 J.P.P.V. 74 b) Yacimientos de la Cordillera de La Costa, asociados a rocas ígneas intrusivas y volcánicas del cretáceo. Refiriendose a los yacimientos de la Cordillera de Los Andes, en la actualidad existen tres yacimientos conocidos, los cuales son: - El Laco (II Región) - Incahuasi (II Región) - Magnetita Pedernales (III Reión) El Laco Corresponde a un conjunto de yacimientos los cuales están ubicados en la II Región de Chile a 450 Km. de la ciudad de Antofagasta y 30 Km. del límite con Argentina, a una altura de 4300 y 5470 m.s.n.m. Los yacimientos del Laco se presentan como cuerpos extrusivos e intrusivos en torno a un cono volcánico y dentro de un área de 5 a 7 km. Allí existen 4 yacimientos de mediano tamaño y de alta ley, los cuales son: - Laco Sur - Laco Norte - San Vicente Alto - San Vicente Bajo Estos yacimientos se presentan como coladas de lavas y cuerpos intrusivos de minerales de Fe. El mineral de mena es Magnetita con Hematita secundaria como producto de oxidación. La Ganga está formada por Apatita, Piroxeno, Sílice en distintas formas y feldespatos. Los recursos totales de los yacimientos son del orden de 500 millones, con leyes promedio del 60% de Fe. La Magnetita posee altos contenidos de Vanadio y las Apatitas tienen altos contenidos de Tierras Raras además de contenido de Uranio. En torno a los cuerpos de Fe existe una intensa alteración hidrotermal, fundamentalmente del tipo sílico-arcíllica con cierta evidencia de mineralización de Oro. La producción actual viene del Laco Sur y es del orden de 50,000 Ton al año, la producción se envía por ferrocarril a la provincia de Sapla en Argentina. Yacimientos de la Cordillera de la Costa Se distribuyen en una franja de 600 Km. De largo en dirección Norte Sur, entre los Paralelos 76° y 32° Latitud Sur, y con un ancho de franja de 30 km. Aproximadamente. Las rocas que se encuentran en esta franja corresponden a rocas volcánicas y volcanoplásticas, algunas Calizas Marinas (Todas del Cretáceo), las cuales son intruidas por cuerpos plutónicos también del Cretáceo. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Geología económica de minas INDICE DE CONTENIDOS 1. GENERALIDADES 1.1. 1.2. 1.3. 2. Energía libre de Gibbs Yacimientos Yacimiento, conceptos básicos e importantes que definen a un yacimiento Compra de un yacimiento existente Buscar un Yacimiento Nuevo 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.3 Evaluación 2.3.1 2.3.2 2.4. 2.5. 3. Evaluación Física Geológica Evaluación técnica-económica Exploración Geológica Exploración Geoquímica Exploración Geofísica 3 3 6 7 9 11 14 18 19 25 29 29 39 40 41 43 46 47 50 51 53 56 60 66 EL NEGOCIO MINERO 2.1. 2.2. Desarrollo Etapas siguientes en el negocio minero Magmas Consolidación de un magma silicatado Magmas de mena Tipos de ambientes tectónicos y su relación con los tipos de magmas Aplicación a nuestro país, Chile CLASIFICACION DE YACIMIENTOS 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4. 5. 6. PROCESOS DE ALTERACION HIDROTERMAL Y ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO Proceso de oxidación y enriquecimiento secundario MINERIA CHILENA J.P.P.V. 2 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 1. GENERALIDADES Mineral: Solidó inorgánico, Homogéneo, de estructura cristalina, estructura interna ordenada y de ocurrencia natural. Mena: se define como la o las especies mineralógicas a partir de las cuales se puede obtener un beneficio económico presente. Ambos términos poseen una variación en el espacio y tiempo por ser conceptos económicos, Ej.: (ejemplo variación en el espacio) - Calcopirita en la mina el Teniente y Chuqui es una mena, pero la magnetita dentro de estas una ganga. - En la mina el romeral, la calcopiritita es la ganga y la magnetita es la mena. Ej.: (ejemplo variación en el tiempo) La Baritina (sulfato de bario), que posee características de alto peso específico, sobre 4 y se utiliza en barros de perforación en sondajes profundos, como bentonita, barros de arcilla más baritina que es inerte, en sondajes petrolíferos. La baritina se encuentra en yacimientos vetiformes de plata y oro en la cordillera de la costa, entre la III y IV región; estos yacimientos en la primera mitad del siglo 20, se consideraba como ganga a la baritina y alrededor de los años 70, en la primera crisis energética y debido al aumento de la exploración del petróleo, se produjo la mayor necesidad por baritina por lo que condicionado por el mercado paso a ser mena. Roca: Sólido compacto, formado por la asociación de uno o varias especies de minerales. La mayoría de las rocas son formadas por poli minerales pero también existen rocas formadas por un solo mineral, ejemplo el mármol, formadas por el mineral de calcita. 1.1.Energía libre de Gibbs Minerales unidas entre si, en minería todo lo que se realiza esta destinado a separar la calcopirita y realizar un concentrado de este mismo. En la minería del cobre se utiliza el 45% de toda la energía del país para separar estos minerales. Para optimizar cualquier proceso en minería debo conocer que variable y cuantificar esta, en nuestro caso la energía libre Gibbs. Ej.: Una solución simple de Na-Cl le agrego energía para disolverlo (esto es, agitarlo o agrego calor) y separo los enlaces entre el sodio y el cloro, la energía que se utilizo para separar el Na y el Cl en la solución es la energía libre de Gibbs. Para separar estos dos elementos se debe aplicar una energía (energía libre de Gibbs) mayor que el del enlace y esta diferencia es para vencer la energía libre de Gibbs residual. J.P.P.V. 3 La diferencia radica en la ΔG res. las cuales tienen distintas propiedades físicas. se va a descascarar y entrega un mal concreto. En un magma la energía calórica se transforma en energía ΔG res. esta se conoce también como energía libre de gibbs superficial.: El concreto: la energía mecánica le entrega una mayor energía. En las rocas existen dos tipos de energía.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Ej. Interfacial. de enlace y ΔG res. una es flexible y la otra no. la presión (moldearla) y templancia (Quench) (enfriamiento rápido. a partir de una barra de cobre. Pero como se puede ver. (Energía mecánica → ΔG res. se puede extraer alambres y cañerías de cobre. esta se parte a través de los minerales. Ej. La energía mayor es la ΔG res. es el tiempo. (Superficial  Tensión superficial) La energía libre de Gibbs residual también se usa para unir y esta se dispone en la interfase sólidosólido y es la que permite que los cristales se unan entre si y es llamada energía libre de gibbs residual interfacial. Energía libre de gibbs superficial corresponde a la tensión superficial (son iguales) y esta es la energía que a él cristalito de sal le permite regresar a formar la solución. Interfacial. de igual composición química es el calor (fundirla). 4 . une los distintos elementos dentro del mineral (átomos). Interfacial. Interfacial. covalente. Energía de enlace: que puede ser iónico.P. Interfacial son presión.: Si hago que precipite por sobresaturación cristalitos de NaCl (sal) y la energía libre de Gibbs que existía se transforma en energía de enlace más un delta de energía libre que corresponde a la energía libre de gibbs residual y que se encuentra en la interfase solidó-fluido. Y no necesariamente la energía que une a los minerales sea igual en todas las especies de minerales. G= energía de enlace + energía libre de gibbs residual Energía libre de gibbs residual comprende dos ya sea el caso: ΔG res. alambre y cañerías de Cu. pero tienen igual composición química. esta última es distinta en estos dos objetos. Ej. Si fuera mayor la energía de enlace no se necesitaría ni siquiera chancado para separar el mineral. en los sólidos mono cristalinos del sistema cúbico. Las variables que se utilizan para obtener distintas propiedades físicas de un mismo elemento. Interfacial. y no rompiendo la energía ΔG res o rompiendo entre la superficie de contacto de los minerales.V. La variable de energía ΔG res. Wander Valls. Y la ultima variable que controla esto. temperatura y tiempo. Interfacial que tienen. Para nuestro caso las variables que controlan la ΔG res. Superficial y ΔG res. Interfacial)..P. si no se entregara una mayor energía. Interfacial que la energía de enlace ya que al romper la roca. es una función que depende del ángulo espacial del contacto entre los cristales. se puede quebrar una barra). J. La energía que une a los minerales en la roca es ΔG res.: aceros de buena y mala calidad. entonces menor superficie de contacto entre si.V. En cambio en un producto de mala calidad va a existir variaciones de este ángulo. y esta energía es utilizada por la ΔG res. Andina posee una planta de chancado y molienda de forma subterránea dado las condiciones climáticas. Interfacial en el sector con andesita por tener mayor cantidad de área o superficie de contacto por ser afanítica. ángulos irregulares en el contacto. con lo que vamos a tener un comportamiento homogéneo.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Lo que determina la calidad del producto en los aceros es el ángulo de contacto en los cristales. Otro ejemplo es la caliza y un mármol. y la caverna es mayoritariamente de este tipo. En las rocas que no son monominerales. esta posee cristales mayores. se le entrega un mayor aporte de energía y esta se transforma. por lo que esta alteración silificada entrega mayor energía ΔG res. “Para los procesos mineros no se aplican de forma teórica. Interfacial. en cambio la diorita.P.: el teniente existen dos rocas. Con lo que. esto dado que la silificación rellena todos los espacios y huecos que existen en la roca con lo que aumenta la superficie de contacto y aumenta la energía libre de Gibbs. Otro ejemplo de utilización de la energía libre de Gibbs es usado en la flotación. un producto de buena calidad va a tener un ángulo de contacto iguales sin variación en este. Interfacial. donde hasta el presente no existe certeza de todas las variables. El ángulo de contacto se maneja con la cinética de enfriamiento además de la presión y temperatura. Interfacial.P. 5 . con lo se produce un comportamiento distinto ya sea el caso. es más complejo determinar las variables que determinan la ΔG res. por lo que necesita menor cantidad de explosivo. por tener una textura fanerítica. diorita y la andesita. en que la caliza por metamorfismo. y esta planta se encuentra en una caverna sin fortificación y en estas caverna existen dos rocas. sino que se realizan pruebas hasta encontrar el optimo” Pero para el caso si se conocen algunas variables fundamentales: Textura: Ej. una andesita fresca y otra silificada. entonces se necesita mayor cantidad de explosivos o mayor cantidad de energía ΔG res. - Obs. Por lo que se necesita mayor energía para fracturar un mármol. J. Los recursos de estos tipos están concentrados en Rusia (cobalto) y en el norte de áfrica. Un beneficio puede ser:    Económico: implica una ganancia de dinero.2. donde tienen todos los yacimientos agotados de manganeso y cobalto. donde fueron explotados por la empresa EMA. Lota). por muchos años se exploto si beneficio económico (solo reporto perdidas) pero ayudaba a un beneficio social. antes de Mandela. . fue la explotación de yacimientos de carbón en el sector de Arauco. fue explotado pero con el fin de hacer soberanía.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 1. pero este utilizo una técnica para pasar de carbón a petróleo (Fluidización). espacio y tiempo) Yacimiento (Minero): Cualquier concentración estadísticamente anormal de uno o más elementos químicos o una o más especies minerales en la corteza terrestre a partir del cual se puede obtener algún beneficio presente (concepto económico y varia en el espacio y tiempo).P. pero por la guerra nadie cedía en la venta. Lo mismo ocurrió en Sudáfrica. tiene recursos de minería metálica pero no tan importantes. Similar situación en USA. Los yacimientos de nódulos de manganeso son encontrados en fondos marinos. pero se veía en la obligación de hacerlo dado las circunstancias. sin beneficio económico. Otro caso es Japón.P. tan así que no permite la depositación de estériles J. además tiene una legislación del medio ambiente muy estricta. 6 . solo estratégico. pero este último es una zona de conflicto. la explotación es relativamente simple ya que esta disgregado. el estado se hizo cargo para que exista gente establecida en la zona y hacer soberanía. en el lago general carrera. solo contempla el concepto físico.V. (racismo. pero a mucha profundidad y no es económicamente viable pero USA subsidia esta explotación sin un beneficio económico. lago general Carrera) .Un ejemplo de beneficio social. Y estos productos son muy estratégico en donde son utilizados en balatas. ya que el estado entrega subsidios.). plomo y zinc. Dado placeres de oro (auríferos).Yacimientos Yacimiento (Geológico): Cualquier concentración estadísticamente anormal de uno o más elementos químicos o una o más especies de minerales en la corteza terrestre (pto de vista geológico. Social: cuando se busca satisfacer necesidades de trabajo en algunos casos determinados (ej. sin ganar nada. y no existe otra actividad). pero tienen grandes yacimiento de carbón. etc. este lugar es una zona fronteriza (zona inhóspito. Estratégico: Cuando se busca consolidar la presencia o soberanía de un país en algún lugar remoto del territorio (ej. utilizado en empresas automovilísticas y el cobalto en aleaciones para aviones y naves espaciales. Yacimiento llamado fachinal (oro y plata). .Yacimiento de cobre. donde son utilizados en aleaciones ferro-manganeso y cobalto. Empresa Minera Aisén. Estos productos son muy estratégicos. el estado subsidiaba y compraba el oro a pequeños artesanos sin tener ningún beneficio económico.Alemania no posee hidrocarburos. conceptos básicos e importantes que definen a un yacimiento Estos son: ley o calidad (yacimientos metalíferos y el otro yacimientos industriales. Así como Chuqui o cualquier yacimiento de Cu. etc. pero esta buscaba. Oficialmente esta empresa no gano un centavo. La baritina se caracteriza por el peso específico. Yacimientos de Fe. Luego vende a Angloamerican en 1300 millones de dólares. En los yacimientos de carbón. Los yacimientos de caolín (papel) se caracteriza por la blancura o calidad. Solo se permite la explotación por relleno y el relave es sacado en barcos. pero también la ley de azufre. Si el peso específico es distinto en todas las muestras también se pondera por esta. - Ley: Es la cantidad expresada en % del peso de él o los elementos químicos que caracterizan el yacimiento. 7 .GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 ni tranques de relaves. 1. en volumen y en peso por lo que se pondera esta. con intereses usureros que mostraba ninguna ganancia dado estos intereses. y según estas leyes el concentrado puede valor cero pesos. pero en caso de un conflicto utilizarlas. Aquí son tan importantes tanto los elementos de los cuales se obtiene algún beneficio como de los elementos que implican algún castigo. está caracterizado por la ley de Cu.V. no está caracterizado por la cantidad de ley si no por el poder calorífero. empresa petrolífera en los años 70 en la crisis. Pero el estado subsidia esta. antimonio. ya que esta produce castigos. no por la cantidad de aluminio o silicatos. Cada muestra es diferente en tamaño.P. Yacimiento. consiguiendo una experiencia en minería y desarrollando personal de confianza y desarrollar este negocio al extranjero y en otros lugares. no-metálicos) profundidad de emplazamiento forma y dimensiones.3. Ley de cabeza: caracteriza la producción del día que llega a planta. plata. también lo está por la ley de Arsénico. Todos los yacimientos metálicos se expresan en ley mientras los yacimientos no metálicos se expresan en calidad. molibdeno. pero esta pidió un préstamo a una banca propia de su empresa. J.P. caracterizados por la ley de Fe. consiguiendo que todo se acopio como reservas estratégicas. etc. Las próximas tres leyes caracterizan un yacimiento: Ley media: (Físico) Es el promedio aritmético ponderado de las leyes que caracterizan al yacimiento. Es un concepto físico por lo que no varía en el espacio y tiempo. A nivel de empresa Epson. titanio. recibió una gran cantidad de ganancias y entro al negocio económico y decidió comprar la minera la disputada de las condes (bronces-andina) El estado era el dueño de esta empresa y vende en 100 -150 millones de dólares de los cuales 50 millones de dólares a personal militar. en términos legales era verdad. Ejemplo.P. Esta ley sube al haber alzas en los costos. esto dado que se necesita determinar la presión litostática que se encuentra sometida el yacimiento y así determinar también la energía necesaria para fracturarla. dado que es un concepto económico. J. cualquier calculo geoestadistico se basa en Los siguientes conceptos. estas presiones tienen valores iguales en todas las direcciones. ya que la roca a presión atmosférica se comporta de forma más frágil. el método de explotación a cielo abierto (open pit) es más barato. Es variable en el tiempo. Las leyes de corte han subido producto de la baja en el precio del Cu. A presión litostática cero. al igual si existen huelgas. por lo que se va a fracturar y a presiones litostática mayores las rocas pueden llegar a comportarse en forma dúctil. si esta misma esfera la lleva a superficie rápidamente esta se va a fracturar. Por lo tanto. ley de equilibrio. debido a la profundidad de emplazamiento. Profundidad de emplazamiento: (presión litostática) Puede hacer que se descarte un proyecto ya que puede ser económicamente imposible realizar la explotación del mismo. las rocas poseen un comportamiento frágil. la presión litostatica. Obs. 8 . . Ley critica: (Económico) Es aquella ley con la cual no se obtienen beneficios ni perdidas en el negocio. donde si esta también es muy alta entonces no va a fracturarse y se va a tener que pensar de otra manera. La ley de corte y ley crítica son conceptos económicos y varían según espacio y tiempo.V. por lo que si metemos una roca de 1 metros de diámetro y la instalamos a 3 kilómetros de profundidad esta va a disminuir su diámetro y va a sufrir una deformación plástica o dúctil. Ley de corte: (Económico) es aquella ley con la cual se obtiene el beneficio. Luego conociendo estos conceptos vamos recién en pensar si es posible o no pensar en si es explotable o no. además de la energía libre de Gibbs. con el cual fue diseñado el negocio. porque la presión litostática es cero.P. Forma y dimensión: La forma y dimensión del yacimiento determinan el volumen y el tonelaje contenido y además el método de explotación a utilizar y así conocer los recursos de este yacimiento. Obs. es confinante.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Ley media (X) = ∑ (li*wi*Pei)/ (∑wi*Pei) esto. la roca se fractura por si sola e implica menores costos. cuanta energía total se tiene que emplear. Mina: Conjunto de obras de ingeniería que permiten la extracción de la mena según el beneficio diseñado del negocio. parte de acá. La presión litostática está relacionada con el método de explotación. en la superficie. La profundidad de emplazamiento determina la cantidad de presión litostática que existe y sobre la base de esto. Lo mismo ocurre con la ley crítica. Riesgo: El riesgo de la inversión en el negocio minero esta asociado a la inestabilidad del mercado. Mercado: Es inestable en el tiempo. en el caso de los cuerpos Estratolígados Vulcanogénicos. 9 . en comparación con la venta de un edificio. los cuales. Monto de la inversión: El monto de inversión es alto y va desde unos cientos de millones de dólares. capitales de inversión).V.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 2. donde otros negocios que requieren montos altos de inversión J.P. Esta alta rentabilidad esta asociada al alto riesgo de la inversión.P. en el cual el tiempo de amortización es el tiempo en que se demora en vender el edificio. definen el problema:  Rentabilidad: En el caso del negocio minero la rentabilidad es muy alta en comparación al resto de los negocios. a más de mil quinientos millones de dólares en el caso de los Pórfidos Cupríferos. dentro de la mediana minería se necesita por lo menos de 100 millones de dólares. ¿En qué invertir? Para poder responder esta pregunta se debe tener claro una serie de puntos. la minería sólo representa una de las posibilidades que existen en el mercado.       La magnitud de la inversión del negocio minero. sólo siendo superada por el tráfico de drogas. Tiempo de amortización (duración del negocio y amortización del capital): Es muy largo el periodo de amortización superando los 80 años en algunos casos. en cierta forma. Disponibilidad de dinero: La disponibilidad del capital para realizar la inversión se puede obtener mediante capitales propios o un préstamo (disponibilidad de dinero o capitalización. los valores de venta pueden tener grandes variaciones en el tiempo y es imposible de determinar valores de transacción en el mediano a largo plazo. por lo cual se debe pensar en responder en dos de las grandes interrogantes. Tecnología: Corresponde a la disponibilidad de tecnología para el desarrollo sustentable del proyecto minero. EL NEGOCIO MINERO Análisis de acuerdo de las diferentes etapas reconocidas por el negocio minero: Esquema general DECISIÓN EXPLORACIÓN EVALUACIÓN DESARROLLO EXPLOTACIÓN PROCESAMEINTO REFINACIÓN MANUFACTURACIÓN COMERCIALIZACIÓN Decisión: Dentro de las distintas alternativas posibles de inversión. V. Desde el 73 en adelante casi no se ha invertido en geología básica. donde la rentabilidad del negocio minero es de 5000-6000 millones de USD. En muchos países el ministerio del interior se ocupa de la geología básica. autopistas. El vanadio se encuentra dentro de la estructura de la magnetita. el precio del cobre no se puede predecir ni siquiera para mañana y el tiempo de duración de un negocio minero es de 50 años. al utilizar el proceso diseñado por la compañía Pudahuel. sin embargo sólo se puede obtener un porcentaje de probabilidades de éxito. desde un punto de vista geológico. 10-30%. un ejemplo claro es la compañía minera Pudahuel. tráfico de armas.P. Se analiza la legislación para saber qué país. el sueldo promedio de los 980 trabajadores era del U$17. A este punto nos interesa que no “cambien las reglas del juego” (legislación) una vez instalado en el país. Otro ejemplo es la producción de Vanadio. Un ejemplo es Highland Valley. este vende las plantas instaladas con el proceso (patentado alrededor del mundo). Legislación (tributaria. La rentabilidad en minería es sobre el 100% del capital invertido anual. su negocio no es la extracción de minerales si no el proceso por extracción por solvente. minera): Corresponde al estudio de las condiciones legislativas en la cual va estar expuesta la inversión. el costo operación era de 0. pero este tiene un muy alto costo.68 dólares y el precio del cobre bajo a U$65. En chile la mayoría de los yacimientos metalíferos esta entre la primera y cuarta región y esto se debe a que no se conoce la geología básica del sur de chile. es posible encontrar el tipo de yacimiento que se desea encontrar. en chile es la primera productora a nivel mundial. Antofagasta minerals tubo que indemnizar a esta compañía minera en varios de cientos de millones de dólares. será el propietario del yacimiento. donde las tributaciones serán menores. para lograr responder esta pregunta debe tener en claro los siguientes aspectos:  Geología: Corresponde al estudio de las zonas en donde. gran minería. drogas y tráfico de seres humanos (donde destaca el riesgo de la legalidad). El riesgo en la minería esta dado por el mercado. se debe definir en que tipo de yacimiento deseo invertir. CMP. El análisis del negocio minero es diferente a los otros y no se puede efectuar con técnicas analíticas comunes. pero se pueden simular computacionalmente. 10 .   J. en términos de marca registrada. Estabilidad (política. pero no recibe ningún ingreso por esta venta. centrales hidroeléctricas. y dado las características de este. Las variables vistas son muy difíciles de cuantificar. (a veces como mínimo). La tecnología. el mercado es incierto en la minería. ¿Dónde invertir? Una vez que tenemos definida nuestra inversión (minería). invirtió para la extracción de vanadio. La geología básica es un área estratégica para el país y por eso el gobierno es el encargado de proporcionar esta información.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 son: obras urbanas.P. Los negocios con mayor rentabilidad en el mundo (sobre 100%) son la minería. medio ambiente y legal): En general es un término de estudio para la estabilidad de la inversión a largo plazo. donde estos ejemplos necesitan miles de millones de dólares.70 la hora y esta mina tuvo que cerrar por esto. y se obtiene por tostación y lixiviación alcalina de la magnetita para separar el vanadio. social. Lo opuesto serian los supermercados y autopistas donde el riesgo es prácticamente cero y a veces es respaldada por el estado. pero maneja una rentabilidad muy baja. laboral. donde pagara salarios más bajos y donde ojala no haya legislación para proteger el medio ambiente. (sobre el 100% del capital invertido anual. aire acondicionado. 2. 3. el primer periodo de un año y luego el segundo periodo de seis meses. Un caso similar ocurre en argentina. 11 . normalmente el dueño ingresa como aporte de capital el yacimiento y el comprado ingresa el capital de inversión. poblados cercanos. Crédito. La adquisición de un yacimiento se puede realizar mediante dos formas.C.P. se debe retirar nieve en caminos y se deben proteger plantas de concentración. normalmente son dos periodos. Contado. El método de simulación Montecarlo entrega un porcentaje de factibilidad de un proyecto económico. Existen cuatro modalidades de forma de pago: 1.P. Además es importante respecto al clima.  Monto a pagar por la opción de compra. Infraestructura: Acceso a energía barata.  Posibilidad de prorrogar la opción de compra por un determinado precio. la primera mediante búsqueda de un yacimiento nuevo y la segunda a través de la compra de un yacimiento conocido a un tercero. Esto implica tener mano de obra y profesional mineras competentes. disponibilidad de puertos y carreteras para el transporte del material. en este se establece que:  Precio de venta del yacimiento. en el salar de Uyuni no están siendo explotados por problemas de infraestructura.V.  La forma de pago de yacimiento.  Los tiempos de la duración de la opción de compra. etc. acceso a luz y agua. a pesar de riqueza. etc. ya que bajo ciertas condiciones de clima pueden ser imposible de explotar el yacimiento o la posibilidad de estar expuestas las instalaciones a riesgos de aludes o avalanchas.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009    Tradición minera: Disponibilidad de mano de obra calificada para el desarrollo y funcionamiento del proyecto. Ubicación geográfica: Corresponde a la ubicación geográfica del yacimiento. una mina en alta montaña por ejemplo el rendimiento intelectual y físico es menor. por la falta de infraestructura.Compra de un yacimiento existente Se realiza a través de un contrato de “Opción de Compra” (O.) que están en Bolivia. Esta última opción es más cara que la primera debido a que el dueño debe recuperar lo invertido en la exploración y el riesgo asociado es casi nulo. 2.1. J. que entrega un probabilidad de éxito o de fracasos ya que las variables a considerar son demasiadas. Para tomar esta decisión se emplea métodos de simulación computacional (Montecarlo. Joint Venture: dueño y eventual comprador se asocian para el negocio. por esto mismo se firmo un tratado en que se puede sacar por Chile lo que explotan en Argentina. la minería es muy poco desarrollada. . Por ejemplo los yacimientos de litio (baterías.) y este contrato difiere según la legislación del país. En chile si se explotan que hay dos ferrocarriles cerca y caminos pavimentados y poblados cercanos (Toconao y San Pedro de Atacama). con relación a una serie de variables. . 12 . la segunda condición en base a la legislación de Codelco. Durante este periodo se realiza los estudios adicionales.C. en ambos periodos y el comprador es dueño la nueva información. muestreos. J. menos la opción de compra. en la segunda región. Tres ejemplos concretos realizados en nuestro país lo constituyen los yacimientos de El Abra. en donde se tiene que pagar una nueva suma de dinero establecida por contrato.C. .Si toda la información no es suficiente se opta por un segundo periodo de O. que antes era perteneciente a CODELCO. ya sea sondajes. además el tiempo de la opción de compra es de un año como máximo y la prorroga es de seis meses. En este también se establece el tiempo.C y se finiquita el negocio.. se paga los montos establecido. y no tiene ninguna obligación de entregar la nueva información adquirida. Pasado el primer periodo de la opción de compra St. se paga el valor del yacimiento establecido en la O. etc.Si la información existente más la adquirida da como resultado la adquisición del yacimiento. este tendría el 50% y el comprador el 50%.C. por el monto establecido y de la forma establecida. labores.P. Joe y Cyprus (multinacional del Cu). al final de este periodo Cyprus decidió finiquitar el negocio y se asocio con CODELCO para formar la asociación el Abra que es el que explota el yacimiento. Los colorados: El Abra es un pórfido cuprífero. por un determinado tiempo. Joe desistió del negocio quedando solo Cyprus para optar a un segundo periodo. Desechar el negocio y en este caso se pierde lo pagado por la O. En esta se establece un mínimo de producción. se pierde el dinero pagado en la O. si toda la información es favorable. pruebas metalúrgicas. para llegar a una buena toma de decisión. . se tiene sólo dos alternativas: Finiquitar el negocio. menos la opción de compra. pero a Codelco le pertenecía la administración.V. existen tres alternativas para el comprador: . con lo que paga el negocio.P. el cual lo ofreció en licitación pública la opción de compra. (6 meses).C. y al mismo tiempo de dar las facilidades para que en él o en los periodos de O. La licitación fue ganada por St.C. El pago de la opción de compra tiene como límite el 10% del precio final del yacimiento. Andacollo Cobre.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 4. Al final del primer periodo de O. Regalía: El yacimiento se paga mediante un porcentaje de la producción que en él exista.Si la información existente más la adquirida da como resultado desechar el negocio. Al final del segundo periodo de O. el actual comprador haga todos los estudios en el yacimiento.C. entonces el comprador puede explotar el yacimiento a la mínima producción hasta pagar la regalía y luego aumentar la producción. Los términos de este Joint Venture establecían que CODELCO aportaba el yacimiento y Cyprus el capital para la puesta en marcha. Se establece la obligatoriedad por parte del dueño de entregar toda la información disponible sobre el yacimiento. donde se establecía las siguientes condiciones: Codelco aportaba el yacimiento como capital y el comprador todo el capital de inversión. pero Mitsubishi puso una condición adicional donde la administración quedaba para ellos y que un % de la producción de la planta debía ser vendida a ellos en un precio fijo por un numero de años ( Valley. al final del primer periodo de opción de compra la sociedad de Tungsten y CMP decidieron formalizar y llevar a cabo el negocio y bajo los términos de la O. La concentración de cobre que tiene el mercurio nadie lo compra por problema de que en la fundición el mercurio se evapora.C. Andacollo se encuentra en Coquimbo cuarta región. en el contrato establecía que ellos aportaban el yacimiento y que el comprador el capital de inversión. Entre O. donde este alimentaba a la planta de Pellets de Huasco y Colorados. En el primer año de opción de compra placer Dome no realizo una campaña grande de sondajes e invirtió cerca de 20 millones de dólares. lo ofreció en O. 13 . para reemplazar la producción de Andacollo. Mitsubishi decidió finiquitar el negocio bajo los términos del contrato. y estudios realizados Places Dome invirtió 20 millones de dólares. Este yacimiento fue descubierto y evaluado por CMP. El pórfido cuprífero de este. Después del primer periodo de O.C. Además posee un sector con oro. Sin duda se compro la información de Placer Dome. es un pórfido cuprífero en explotación en la cordillera de la costa (único).P. CMP decidió vender en opción de compra a Mitsubishi (importante comprador de hierro de CMP). y la exploración. con lo que se puede contaminar el aire y agua. y se formo la compañía minera el Huasco. al final de este primer periodo desecho el negocio por dos problemas serios. y formando una sociedad del 50% cada una. quien se encuentra en el negocio y explota el yacimiento. primero no existía recursos de agua. la mayoría de las pertenencias y está en una licitación pública. Posteriormente ENAMI volvió a dar en opción de compra a Andacollo con las mismas condiciones pero sin restricciones en la explotación y la licitación la gano entre Tungsten asociado con CMP. Brasil y Bhp Australia fijan el precio del hierro según el precio de venta que se haga y este sirve como referencia). además establecía que toda la producción debía ser vendida a la planta de Pellets de Huasco.P.C.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Posteriormente Philpdodge compro toda la compañía Cyprus del mundo y paso a ser socia de Codelco. debido a las garantías y fundamentalmente por el capital disponible. este hizo los estudios de utilizar agua de mar. El yacimiento los Colorados corresponde a un yacimiento de Fe ubicado en la III Región. cantidad de dinero que eventualmente perdió.. Ahora el yacimiento esta en explotación y hace un par de años CMP vendió su participación a Tungsten. aportando el capital de inversión. bombeándola del mar a Andacollo pero el costo se elevaba y el segundo problema era el alto contenido de mercurio en el yacimiento. La licitación la gano: Placer Dome (Coipa y socios de La Escondida). Además ENAMI establecía que el yacimiento debía ser explotada en rajo abierto con un mínimo de producción anual.C. donde el mercurio se encontraba como impureza. ENAMI entregó el yacimiento a Placer Dome. donde el contrato establecía que: ENAMI seria dueño del 33% y el comprador del resto. inmediatamente al interior de Vallenar y es el mayor productor de fierro en Chile (5 millones de toneladas.C. En la actualidad los socios son ENAMI y Tungsten.. J.V. pertenecía a ENAMI. El yacimiento entró en explotación en 1997.. más de la mitad de la producción en Chile). pero para explotar los sectores con bajo contenido de mercurio. en este entonces Philpdodge explotaba Candelaria. Placer Dome perdió más de 20 USD$ entre la O. Finalmente y principalmente por problemas metalúrgicos (alto % de Hg y leyes de cobre marginales) Placer Dome desistió del negocio. en el abra. y hace dos años Freeport compro a este ultimo y paso a ser socia de Codelco y dueña de Candelaria. dado su alta volatilidad y se transforma en gas. Prospección: en términos europeos no anglosajones es equivalente a exploración y exploración en estos mismos términos. per didáctico. en esta misma también se habla de un “blanco de exploración” ya que se parte de un área muy extensa a una más pequeña. debo tener una imagen.2. ejemplo. Para encontrar pórfidos cupríferos debo conocer el ambiente geológico y la expresión superficial. profundidad de emplazamiento. que no afloran en superficie (ya que los que afloraban el 99. por esto necesariamente la búsqueda de una mena o yacimiento se debe realizar basándose en un modelo empírico. es la búsqueda racional y sistemática de un nuevo yacimiento geológico (será un yacimiento minero según lo demuestre la evaluación). estas son: a) Exploración geológica: el objetivo es buscar y encontrar el ambiente geológico adecuado al tipo de yacimiento. A medida que se avanza en las etapas de exploración se va aumentado el tiempo y dinero invertido en esta.Buscar un Yacimiento Nuevo Esto representa una menor inversión que comprar un yacimiento conocido. en la que se realiza mediante la exploración. etc. hábitat.P. si queremos encontrar rinocerontes. el resultado de esta exploración si es positivo se tiene un 100% de seguridad de que existe un yacimiento. La búsqueda de un yacimiento geológico es el objetivo de la exploración. formas. La otra opción es buscar un yacimiento. c) Exploración geofísica: el objetivo es determinar una aproximación algunos parámetros del yacimiento fundamentalmente. dimensiones.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 En los últimos años Mitsubishi adquirió paquetes importantes de CAT y más adelante también de CMP. es decir. 14 . es la búsqueda de nuevos recursos en un yacimiento conocido. para obtener un modelo empírico no teórico. ii) La exploración debe realizarse en etapas bien definidas y secuenciales. J. Exploración: en términos anglosajones. Con lo que para obtener una exploración exitosa y riesgo sea casi nulo se requieren tres condiciones a realizar: i) Una exploración se debe realizar en base a un modelo del yacimiento que se busca.P. b) Exploración geoquímica: el objetivo es encontrar un yacimiento geológico. d) Sondajes exploratorios: El objetivo de este es acceder al yacimiento para obtener muestras de él. burdo. 2.9% ya fueron descubiertos).V. La búsqueda de yacimientos nuevos en la actualidad está referido a yacimientos ciegos. Normalmente se asocia la exploración a un mayor riesgo. sin embargo la exploración si se analiza considerando ciertos aspectos el riesgo sería nulo. 2 Argentina 6 8. (Lima está tendiendo a darse una apertura para esta venta de acciones). Ni Diamante y otros % del total 61 31 8 Variación de la inversión en exploración en América del Sur % de América del Sur País 1994 1996 Chile 30 18 Perú 9.2 200.7 987.3 Total Chile 64.6 Venezuela 11. donde algunas de estas bolsas como Toronto.V..5 230.3 15 . ya que existen compañías Junior dedicadas a explorar para luego vender estos yacimientos. Zn. y normalmente se habla de una inversión de dos millones de dólares anuales.0000. colocando el proyecto.P.P.9 210. La exploración es un buen negocio.5 Total de inversión en 1996 US$ 180. Londres y Australia colocan acciones a la venta del proyecto.000.Ag 6.5 2.9 14. Latina Australia Canadá África Pacífico SE USA Resto del mundo Total US$·106 963 666 460 418 415 340 260 3. etc. y así se financian.8 Brasil 11. Cu 58 281.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 iii) La exploración debe hacerse con una inversión sistemática por lo menos diez años con una inversión constante anual. lugar bien definido.520 Inversión por producto (1996) Producto Oro Cu.7 430.9 419. Pb. dentro de la bolsa.2 417. El capital que obtienen para operar lo adquiere por capital de acciones. INVERSIONES EN EL AREA MINERA Inversión en exploración (1996) Área A.3 17.Recuperación de la inversión en exploración Total de inversión en Chile (Millones de US$ normalizada a 1994) Intervalo de tiempo 1970-1978 1979-1987 1988-1992 1970-1992 J.5 570 Au . Para encontrar un yacimiento de Cu. Au-Ag se gasto en promedio: Xcu = 570.5 Parámetros promedios de desarrollo minero para yacimientos descubiertos Parámetro Total Chile descubrimientos 71 99 3920 13 106 16 26 1437 Cu 42 Au Ag 32 - Nº de económicos Reservas recuperables x106 Capacidad de procesamiento (1000 T/ Año) Vida productiva de la mina (años) Costo Costo unitario producción (US$/Ton) Ingreso Unitario (US$/Ton) Ganancia Total (Millones de US$) 160 20 5530 1800 17 148 13 9 51 19 22 32 2260 357 Este estudio fue financiado por algunas empresas.5 Au – Ag Total Chile 1 6 23 40 8 28 32 74 32 74 Límite inferior 0. US$) Metal Cu Au Mo Ag Base precio Libra Onza Libra en concentrado onza Cu 5 17 20 42 por 13.25 3.00 5.9 400 3.0/42=13. mismas que se encuentran en este estudio.7 300 2.25 Esperado 0.2 525 4.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Descubrimientos Económicos Intervalo de tiempo 1970-1978 1979-1987 1988-1992 1970-1992 US$·106 Descubrimiento Proyección precios de metal (1994.57 Xau-Ag = 13. 16 .04 J.00 Límite superior 1.V.5 6.P.P. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Con lo que se obtienen ganancia por siete veces más en cobre que en oro. 17 . Como conclusión se puede decir que tomando en el largo plazo el riesgo es nulo según el estudio anterior.P.9 US$/libra. entonces se recupera más rápido y es menor esta inversión. entonces Escondida gana mayor a 30. Yacimientos descubiertos (1970-1992) Cobre Candelaria Cascada Azul Cascada Azul Oeste Cerro Colorado Cuerpo negro Damiana Doña Roza Emperatriz Escondida Estefania Ivan Julio Las Cruces Las Pascualas Lince Los Pelambre Mercedes Malaquita MM Central Monica Magin Monte Cristo Quebrada Blanca Rosario Santa Catalina Sur Sur Tesoro Leonor Tierra Amarilla Tierra Amarilla Norte Trinida Ujina Zaldívar Iván Zar Oro y Plata Con Con Chimbredos Esperanza Choquelimpie Churrumato El Bronce de Petorca El Indio Guanaco Tambo Fachinal Faride Farallón Bajo la Coipa Las Palmas Las Vacas Nevada (Pascua) Pedro Valencia Refugio Río del medio San Cristóbal Cilico de Hueso Socorro Norte Tocones Tres Perlas Tres Perlas Oeste J.V. pero esta ganancia a 0. además de que la vida productiva de estos yacimientos es menor por lo que implica un menor riesgo. Hay que tomar en cuenta que estas cifras se encuentras distorsionada por escondida por lo que hay que considerar el total de ganancia baja a 1500 millones de dólares promedio. ¿entonces por qué se invierte en oro? Una de las razones es la mayor ganancia unitaria y capital de inversión es un tercio que en los yacimientos de cobre.P.000 millones de dólares. estos estudios permiten disminuir el área de interés estas aéreas se estudian a través de las imágenes aéreas. alteración. los cuales son crecientes en tiempo y costo.  Mapas Estructurales: Se detalla no solo el tipo de estructura presente sino que cantidad.1. J. con esto volvemos a disminuir el área de interés. pero decrecientes en áreas de análisis. 2. Aquí no se pretende encontrar el yacimiento. Para esto se realizan los siguientes análisis. También existen mapas especiales según el tipo de yacimiento que se busca. Mapeo geológico de detalle: En el área seleccionada se realiza un mapeo geológico de detalle cualitativo y cuantitativo.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Durante la exploración se pueden diferenciar tres etapas: Geológica Exploración Geoquímica Geofísica t$ Riesgo En el negocio minero la justificación de la inversión se basa en la disminución de los riesgos y no de los costos.  Mapas de Alteración: Con la presencia de minerales de alteración y se marca la abundancia de ellos o se detalla la proporción de minerales presentes. a escalas de 1:1000 o 1:10000 dependiendo del tipo de yacimiento que se busca. 18 . nuevamente buscando rasgos favorables para la condición del yacimiento. Se pueden confeccionar los siguientes mapas:  Mapas Litológicos: Con las dimensiones exactas de los afloramientos que se encuentren. Imágenes aéreas: Las áreas más favorables para la presencia de un yacimiento son tomadas con fotografía aérea y son analizadas con mayor detalle. Al final de la exploración geológica se va a determinar un área que tenga las condiciones favorables para la existencia del yacimiento. sus dimensiones y ubicación exacta de estas. Imágenes satelitales: Mediante el análisis computacional de las imágenes satelitales se selecciona un área adecuada para la existencia del yacimiento que se desea encontrar.2. si no que se quiere determinar las condiciones favorables para la existencia de este.P. Este mapeo es temático siendo cualitativo y además cuantitativo.V. Exploración Geológica Su objetivo es encontrar y buscar las condiciones geológicas favorables al yacimiento que se desea encontrar.P. ejemplo estructuras. etc. tipo de roca. 2. erosión. n>=3 pero por el contrario si son areniscas entonces no se puede comparar y se busca comparar con rocas de otro sector. lixiviación de las aguas. existiendo una emigración de los iones en solución hacia la periferia del yacimiento. dispersión que puede ser primaria o secundaria. De aquí en adelante la exploración pasa a ser un problema estadístico dejando de ser un problema solamente geológico o minero. si el resultado de la Exploración Geoquímica es positivo. Si la roca de caja es muy impermeable (Ej. Otro ejemplo si la roca alrededor del sector de interés son del mismo tipo. Sí este yacimiento es o no minero se va a determinar en la Evaluación. tales como la formación de suelos. Exploración Geoquímica Su objetivo es encontrar un yacimiento geológico. característica de menas ni profundidad. esta distribución (dispersión) secundaria estará reflejada por los contenidos de esos elementos en los suelos. por procesos secundarios que ocurrieron con posterioridad de los procesos de formación de los yacimientos y esta redistribución es en áreas más extensas. ejemplo si antes eran 50 ppm ahora son 1000 ppm. agua. esta solución también emigra y adiciona a otras partes. Se trata de determinar sí en las rocas del área favorable.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 2. no se tiene la certeza absoluta de que en subsuelo no exista un yacimiento geológico. se tiene la certeza absoluta que en profundidad existe un yacimiento sin conocer su forma. J. este aumento ocurre sin que hayan cambios mineralógicos. dimensiones.P. En todos estos casos se produce la redistribución de los elementos. Se produce por el mismo proceso y tiempo a la que se formo el yacimiento. 19 . en los suelos. hay valores estadísticamente anormales de los elementos. vegetación o en el agua existente. sedimentos. Valor Anormal: Aquel valor que es mayor al Background + n (“n” veces la desviación estándar) El background: es el valor de fondo y corresponde al promedio aritmético de la población no afectada por la dispersión y la desviación estándar es de esta población no afectada por el yacimiento. vegetación. El valor de n será 2 si la población de valores de fondo corresponde al mismo material.2. el contenido de los iones que caracterizan al yacimiento será baja. entonces ahora el n es mayor que el que determinamos anteriormente. Andesita). etc. Dispersión primaria: En esta existe un mismo tipo de roca y no hay formación de minerales nuevos pero si hay una concentración mayor de minerales. de la misma edad y formado por el mismo proceso y se incrementara si la población de valores que se compara es diferente. mayor área. leyes. Si nuestra población de valores no afectada por el yacimiento tiene una distribución normal. crecimiento de vegetación con mayor cantidad de minerales sedimentos con mayor contenido. aumentando el porcentaje de estos en la roca de caja. La exploración geoquímica se basa en un principio que se conoce con el nombre de “principio de dispersión de los elementos”. Sin embargo si el resultado de la exploración es negativo. enriqueciendo a las rocas del sector circundantes. si en el caso anterior dado una solución hidrotermal ascendente va además de formar el yacimiento. vale decir.V. Dispersión secundaria: Es la que se produce por procesos posteriores a la formación del yacimiento.P. tendrá dos desviaciones estándar. sedimentos. palos largos o coligue y se anota lo antes nombrado. aun que este último no se recomienda dado que tiene un error asociado de 50 cm o más. con lo que las estacas se utilizan cuando no hay vegetación o muy baja de esta. por el contrario si es muy larga la vegetación. indicando el número del punto.V. con esto me aseguro que la curva se desplaza y no sea parte de la población original. las coordenadas UTM y cota. 20 . se utilizaran las banderolas. Mapas temáticos cuantitativos anteriormente y con esto se puede hacer mallas. por lo general cuadrada.P. Mayor numero de muestras implica menor riesgo y error pero por el contrario mayor inversión. 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 Etapas de la exploración geoquímica 1) Diseño de la malla de muestreo Background distribucion anormal de elementos Es común para cualquier problema estadístico. Se utiliza estaca o banderola dependiendo de la situación geográfica y el tipo de vegetación en la zona. Si en forma adyacente al área de interés existe una zona de afloramiento de rocas que correspondan al mismo tipo litológico y edad geológica. estos son problemas estadísticos. determinados en coordenadas UTM o geográficas. la ubicación de cada uno de los puntos se va a representar en terreno mediante estacas o banderolas. También se puede hacer rediseños de mallas. Se debe ser riguroso cuando se muestrea. La cantidad de muestras que el presupuesto permite recoger. con el fin de recolectar una población de muestras que representen al Background. se procederá al diseño de una malla más amplia que la anterior. Se individualizan cada uno de los puntos en terreno mediante topografía. 2) Materialización en terreno de los puntos de muestreo Este puede realizarse con elementos topográficos o con un muy buen GPS. si la malla de muestreo no cae en puntos de interés. Mallas cuadráticas y x-dimensionales. J. este deberá ser a lo menos el 50% de toda la población en estudio.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Para que exista un yacimiento la población de valores anómalos.P. Constituye un compromiso entre lo que se debe hacer desde un punto de vista estadístico y lo que es factible de realizar bajo un punto de vista económico. se distribuirán mediante una malla regular. cota. la toma de muestras se realiza casi en forma simultanea a la materialización de los puntos en terreno. eliminando todo tipo de materia orgánica y se va a profundizar para sacar raíces. se tamiza en terreno de manera tal de dejar sólo el material arcilloso (en donde más se fijan los elementos. la otra parte también se corta y se corchetea a la bolsa de la muestra y la tercera se guarda de respaldo. arcilla. dinero y evitando problemas por la perdida de las estacas o banderolas. Muestras de Suelo: Se realiza un hoyo de 10 cm de diámetro. etc. dejando una muestra de 1Kg.V. para no falsear la muestra. Una parte se coloca en la bolsa con la muestra. espacios atómicos). 1 Es el que otorga una mayor certeza. Esta muestra se coloca en una bolsa de plástico grueso limpia. constituyendo submuestras. y se va a muestrear la zona arcillosa y se tamiza bajo 200 mallas. ningún trozo de roca se marca. nombre persona que esta muestreando y cualquier observación que sea pertinente. filosilicatos. se usan talonarios especiales. va a depender del lugar en que se realiza la exploración geoquímica. por lo que se debe preferir.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 3) Toma de muestras Por razones prácticas.P. 21 J. no se deben utilizar elementos metálicos. nombre proyecto. se dejará sin recolectar. se toma una muestra parcial de cada una de ellas (Rx1 50% y Rx2 50 %). Si se elige la dispersión secundaria se sacan muestras de suelos o sedimentos o vegetación o agua y no en forma combinada debido a que son poblaciones diferentes. la coordenada UTM. En el caso de que no se encuentre roca aflorando en el punto. Cuando hay dos tipos litológicos. con lo que se realiza de forma poco desfasada al punto anterior. En la tres partes simultáneamente se pone el número de punto. no se necesita que todos los puntos este marcados. de muestras. fecha. implica un principio de distribución diferente. La técnica de la toma de muestras va a depender del tipo de dispersión que se esté analizando.P. siendo los elementos de muestreo plásticos (pala y tamiz). tomada desde la estaca. Primaria Rocas1 Secundaria Suelos Sedimentos Vegetación Agua El uso de la dispersión primaria o secundaria. de esta forma se ahorra tiempo. pero se saca todo el material y todo se tamiza bajo 200 mallas hasta completar 1 kilogramo de muestra y se coloca en bolsas plásticas y se etiqueta igual a las muestras de roca. Muestras de Rocas: En cada uno de los puntos de muestreo se define un área circular de un metro de diámetro. se sacan rocas con picota minera o martillo geológico y se recolectan trozos de roca hasta completar 2 Kg. que tienen tres partes con dos desprendibles. para realizar este procedimiento. Muestras de Sedimentos: El procedimiento es semejante al muestreo de suelos. . se debe ver. Lo que queda de muestra se conoce como rechazo de muestreo y se guarda en frascos plásticos (con forma de cubo y tapa plástica. ríos. tamices. este procedimiento el más conocido es el roleo (muestra en un papel de diario y se mezcla levantado las esquinas). Luego se va a disminuir el tamaño de la muestra y lo más común que al laboratorio valla no más de 10 gramos. donde este se realiza normalmente con chancados de mandíbulas. de los problemas estadísticos. se limpia con aire comprimido. el laboratorio o debe tener nada sobre el origen y propósito de la muestra. y se guardan en bolsas plásticas. La muestra en todas las etapas debe ser entregada en material desechable sin elementos metálicos. no se puede en un mismo recinto estar preparando las muestras de forma J. 4) Preparación de las muestras En el problema minero las muestras se preparan a diferencias del resto. molinos. las mandíbulas y discos no deben tener ninguno de los elementos que se van a analizar. 22 . Muestreo de aguas: Se muestrean hoyas hidrográficas en afluentes. teniendo buena absorción de polvo . y molienda. hasta completar muestras de 1Kg. El frasco se marca con plumón permanente. el objetivo de estos es controlar los resultados de laboratorio y verificar que se mantenga la misma situación de análisis. ejemplo 100 muestras entonces 110 muestra se envían. con la misma información de la muestra original y se guarda durante toda la vida del proyecto. Forma manual es el cuarteo.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Muestras de Vegetación: Se define un área de 1mt de diámetro y dentro de esa área se recolectan las hojas de la vegetación de una misma especie vegetal. homogenizar y disminuir el volumen de la muestra y para lograrlo se cumplen las siguientes etapas: chancado.). El patrón de muestreo debe ser regular. La muestra de 10 gramos que se manda a laboratorio se manda en bolsas plásticas y/o frascos y se etiqueta con código de barra. Luego se debe homogenizar la muestra.P. se recolecta el agua en recipientes plásticos con tapa plástica de 250 cm3 a lo largo de caudales presentes en la zona (quebradas. Se debe realizar un tamizado bajo doscientas mallas. así no exista contaminación de la muestra. Se manda un 10% de duplicado. boca ancha). Los duplicados no pueden tener el mismo código que la muestra original. Esto se puede hacer de forma manual o automática (semiautomática). con lo que el tamiz no puede ser de bronce.P. La fracción que quede sobre doscientas mallas se va nuevamente al molino hasta que toda la muestra este bajo doscientas mallas. ejemplo el cobre. se usan molinos de discos. El fabricante debe entregar el análisis químico de las mandíbulas y discos. El muestreo es de forma equidistante y en cada uno de los puntos. vertientes. Una vez terminado con todo el proceso de las muestras. se desecha todo los papeles con polvo y se limpia el laboratorio. En minería se persigue dos objetivos. los chancadores. etc.V. nuevamente el tamiz que se use no puede tener el elemento que se va analizar. se etiqueta con plumón permanente. Tanto para el chancado y molienda. si existe más de una especie se forman submuestras. Pero en laboratorio se envían 10 gramos pero aquí se utilizan normalmente solo dos gramos y se produce unos 8 gramos de rechazos de análisis y estos se mandan al laboratorio de control y la selección de estas muestras se manda al azar (los del control). el límite de detección. Rocas: Se sigue todo el procedimiento anterior.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 simultánea por contaminación. en el laboratorio se realiza el roleo y el cuarteo. 5) Análisis químico: Como la cantidad de muestras es alta y la cantidad es baja del elemento a analizar. partes por millón o partes por billón. se utilizan métodos instrumentales. aisladas de contaminación de polvo.V. dos veces al año. Suelos o Sedimentos: Parte de la preparación de las muestras se realizo en terreno (tamizado). J. en un horno es calcinada la muestra para la eliminación el agua y la materia orgánica. Error analítico: lo anterior puede ser así pero también quizás no son reales. para definir el método. También debe haber un 10% de duplicado. las cantidades de elementos que se van a analizar son partes muy pequeñas. se debe determinar además para cada uno de los elementos la mínima cantidad o concentración a la cual la muestra se analizara. finalmente se pesan las cenizas y se homogenizan y se disminuye el volumen de este. Existen dos problemas. Vegetación: Cada muestra es pesada con una precisión de decima de gramo. Aguas: Cada muestra se filtra para eliminar los sólidos en suspensión. estos dos problemas se producen por factor humano o instrumental.P. reproductividad de los análisis y error analíticos. ya que tan sólo interesan los iones en solución. posteriormente. entonces se deben enviar muestra de control a un laboratorio especializado en esto. Los análisis geoquímicos tienen un tercer problema. dos muestras iguales deben tener un similar valor. separadas de preparación de muestras. Reproductividad de los análisis. Además de informar el elemento que se quiere analizar. Una vez filtrada con una pipeta se saca 10 cm3 y se ingresa a un frasco y se etiqueta con código de barra. En producción se tienen varias unidades. tales como:  Absorción atómica  Emisión de Plasma  Fluorescencia de rayos X  Activación neutrónica Los diferentes métodos se utilizan para diferentes elementos y de acuerdo al elemento este va a tener un límite y su precisión. ejemplo SGS. está controlado por los duplicados.P. Con lo que puede ocurrir que los resultados se confirmen con un margen de error y también se puede dar que los laboratorios de control no confirmen el resultado. 23 . por problemas del primer laboratorio o del laboratorio de control. con lo que se puede enviar las muestras aun tercer laboratorio. El aluminio se encuentra en los alumino silicatos (arcillas. se construyen mapas con curvas de ley (isoleyes).7 a 0. Este método no se puede utilizar para encontrar yacimiento de Fe y ni de aluminio. entonces se tiene la seguridad absoluta de estar en presencia de un yacimiento geológico. Entonces existirán mapas para cada elemento analizado. formas. feldespatos. por ejemplo la silicificación de la roca no permite la dispersión primaria ni secundaria pero debajo de esta alteración si existe un yacimiento. en cambio si el resultado es negativo no se tiene la certeza absoluta de la no existencia del yacimiento. para esto en cada uno de los puntos de la malla se va a plotear el valor encontrado para cada elemento. Verificar si la población de valores del área de estudio es diferente de la población de valores del mismo elemento que existe en el Background. La exploración geoquímica no es aplicable a todos los tipos de yacimientos.P. con lo que se hace difícil discernir si existe o no una concentración anormal. Por ejemplo para un yacimiento de Fe no sirve el método geoquímico. 7) Construcción de curvas isoleyes Para cada uno de los elementos analizados.P. esto se hace mediante otros métodos. por lo que la concentración de aluminio no ha variado.8 % de ley y esta concentración es enormemente mayor a la concentración que hay en la corteza que es de aproximadamente 20 ppm.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 6) Estudio estadístico de los resultados Los objetivos del estudio estadístico son: 1. para hablar de una concentración anómala de este. y se explota de la Bauxita . Sólo se puede usar en los yacimientos donde la concentración de él o los elementos es varias veces de magnitud superior al del entorno. existiendo sólo una transformación de los minerales y no en las leyes. ya sea a mano o a través de un software apropiado y posteriormente utilizando la misma técnica de la construcción de las curvas de nivel. Lo normal en la corteza habla de un 8% y si manejamos dos deviaciones estándar y habla de concentraciones de 24 cercano al 30%. Establecer que al menos el 50% de los valores analíticos de cada elemento es mayor al valor que se define como anomalía. 24 . se trazan las curvas de igual valor. de igual forma para los yacimientos de aluminio. con relación a su entorno. para asegurar la existencia de un yacimiento. que se forma por meteorización la cual se forma de la presencia de feldespatos en presencia de climas tropicales. J. Con los precios que existen un yacimiento de fierro puede ser explotado hasta con un 20% de ley. Los valores encontrados y la forma de las curvas isoleyes no son indicativos ni de las leyes. dimensiones y profundidad de emplazamiento del yacimiento. con lo que no va a existir una concentración distintas de este elemento. enorme diferencia en el yacimiento. 2. en cambio un yacimiento de cobre es explotable con una concentración de 0.V. Si el resultado es positivo para la exploración geoquímica se tiene la certeza absoluta de la existencia de un yacimiento. determinar si es una población normal o anormal. donde se deben determinar todos los parámetros estadísticos. etc.) técnicamente se puede extraer de los silicatos pero es muy caro. Mg) de las rocas. en la superficie de la tierra existe un equilibrio. entonces se usa esta más el gravímetro y luego se realizan las correcciones. caracterizar la alteración que ocurre en superficie como un indicador indirecto de la presencia de un yacimiento. las lecturas son continuas y se realizan líneas de vuelo. permite abarcar zonas más extensivas. 25 .V. Los métodos geofísicos son los siguientes: Sísmicos: Se basa en la velocidad de propagación de una onda de choque (explosiva) dentro de la corteza. actualmente se obvia esto por utilizar GPS.P. con lo que quizás no se llegue al yacimiento. Gravimétrico: Este método se basa en medir la gravedad especifica. por lo que se debe hacer correcciones por topografía. El análisis estadístico es más complejo debido a que se debe hacer un análisis factorial. Exploración Geofísica Una manera de aproximarse a las formas y dimensiones y profundidad de emplazamiento es mediante la exploración geofísica.P. Si las lecturas se hicieron en la superficie.2. También se utiliza para monitorear problema de mecánica de rocas en los yacimientos y se utiliza en el monitoreo y determinar terremotos. sin embargo es el más utilizado en la exploración de hidrocarburos es la principal herramienta a analizar. sino que. las medidas van a estar influenciadas por el subsuelo y por el entorno. Para realizar el método gravimétrico se realiza una malla al igual que en la exploración geoquímica.3. tomando las lecturas en cada punto con un gravímetro. se van analizar el contenido de elementos mayores (Na. por esto antes de utilizar este método es necesario realizar un análisis económico.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Litogeoquímica: Mediante esta técnica no se van a analizar aquellos elementos metálicos que caracterizan al yacimiento. Este método rara vez es utilizado en minería metalica. Las líneas de vuelo son paralelas y a altura constante de la J. Por lo que la velocidad de propagación es función de la densidad de la roca. esta onda se desplaza con distintas velocidades según el medio rocoso y además se produce refracciones y/o reflexiones al contacto con otros medios rocosos. de costo-beneficio en comparación con los sondajes de reconocimiento o exploratorios. por el alto costo con relación a yacimientos metálicos. pero no se controlan las profundidades. Por lo que este método mide este peso especifico para determinar qué tipo de roca hay en el subsuelo y este se realiza mediante un gravímetro. se va a tener la influencia de lo que está en subsuperficie. debido a que los hidrocarburos se emplazan en rocas sedimentarias en lo que se llama trampas estructurales. Se realiza una malla y en las diferentes puntos se hace detonar una descarga explosiva e instalando geófonos se logra determinar la velocidad de propagación y la profundidad de reflexión. ahora la gravedad depende del peso especifico y la densidad (el peso especifico depende del tipo de roca). K. 2. donde se puede realizar las lecturas de forma aérea o terrestre. La exploración geofísica no siempre se utiliza debido a los costos involucrados. Su objetivo es. En el caso de obtener las lecturas en vuelos aéreos. superficies de cambios litológicos o en superficies de estructuras. para luego dibujarlas en un plano y así obtener las curvas isogravimétricas. El método gravimétrico tiene otra aplicación de estudio de suelos y fundaciones para obras civiles. Los valores de las curvas va hacer distintos a una distinta altura de vuelo. espesores de cuencas. Se utiliza en una primera etapa de búsqueda de los hidrocarburos. Australia. En Chile existen tres yacimientos de este tipo.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 superficie. cobalto. magnetita y maghemita Este se puede hacer en base aérea o terrestre. No cualquier avión lo puede realizar. ya que su respuesta magnético difiere de las rocas ígneas. donde este se comportaba como un imán natural por el método magnético. que es el yacimiento de Fe de mayor producción en Chile. con lo que no daba respuesta a lo anterior. yacimientos de plomo.P. base terrestre se hace una malla. donde se necesitan mapas topográficos digitalizados. calidad de suelos. etc. estas lecturas se corrigen con programas computacionales y se construyen curvas isomagneticas. Obs. en que se utilizo primero el método magnético y la existencia de este cuerpo hizo pensar en dos yacimientos pequeños. Se utiliza este método en yacimientos de Fe. el primero fue Olympic Dam.P. Además es utilizado en yacimientos que tienen un alto peso específico en el entorno. Manto verde (tercera región. en la naturaleza existen tres minerales magnéticos Pirrotita. Con lo que para determinar el cuerpo se realizo un sondaje al centro de la anomalía gravimétrica para lograr determinar si aparecía o no el cuerpo del yacimiento. dado por su elevado costo y la existencia de pocas empresas en nuestro país. dado la aparición de bipolos magnéticos y la utilización de gravimetría entregaba una enorme anomalía gravimétrica. uranio. l velocidad del vuelo no es muy alta y debe ser programado el vuelo. Este método no es muy utilizado en Chile. y se ubica ls puntos en terreno y en cada uno de los puntos se hace lectura con un magnetómetro. entonces se utiliza para definir áreas de rocas sedimentarias a profundidad. Luego se eligen puntos de las líneas de vuelos y se realiza una malla para lecturas. 26 . sobre 2000 millones de toneladas (sobre 1% de ley de Cu. son nuevos tipos de yacimientos. en especial en Chile. dado las características de estos. este yacimiento es el ya de mayor valor económico jamás encontrado en el mundo. Freeport). J. como yacimientos de fierro. cobre y fierro. Candelaria (tercera región. Titanio.V. también para los yacimientos IOCG (Iron oxide Copper Gol). tierras raras (lantánidos) y se aprovecha también el Fe. si es o no consolidado. Magnético: Los materiales se clasifican en magnético o paramagnético. oro. con medidas continuas de gravedad y posteriormente se toman puntos para confeccionar una malla y se les da un valor a estos puntos. Yacimientos IOCG. Por lo que para los yacimientos de Fe y yacimiento IOCG es conveniente mezclar ambos métodos. CMP). se hacen las correcciones y se hacen curvas isomagneticas. todos en la cordillera de la costa. yacimientos de oxido de oro. Un ejemplo es cerro colorado. Las lecturas que se realizan en superficie se obtienen información cercana a esta pero si uno quiere lecturas a mayor profundidad debemos realizar lecturas a mayor altura y estas se hacen con vuelos equidistantes (2 Km) y atura constante y lectura continua. IOCG. Anglo American) y Don Pedro (limite tercera y cuarta región. donde a mayor altura de vuelo determino una lectura magnética a mayor profundidad pero de menor intensidad. ya que solo dos o tres países cuentan con el derecho de procesar el uranio. donde existe uranio como subproducto en yacimientos exóticos de cobre. pero los recursos de uranio. en la dictadura. el carbono 14. En Chile existen dos posibles fuentes menores. etc. entre otras características. Térmicos: Se basa en detectar la presencia de energía calórica dentro de la corteza. pero en el sur se tienen por fuentes magmáticos. Para el uso de esta energía. no es viable dado las condiciones volcánico-sísmicas y además existe el problema de donde poder dejar los residuos. Este se puede realizar solamente en base a terrestre. Radiométrico: Se basa en la detección de radiación natural de elementos radioactivos (Uranio y Torio) que poseen una desintegración continua de su núcleo.V. el rubidio a estroncio. en cavernas muy profundas y sin aguas subterráneas. es necesario poder cuantificarla y determinar su variación durante el tiempo (este calor durante el tiempo).P. no son de calor magmático. estas son de fallas activas. si a ellas se accede agua de forma natural o artificial. En Chuqui exótico se analizo la posibilidad pero no es ni técnicamente ni económicamente viable explotar este uranio. como por ejemplo el Soco.P. Existen elementos químicos que son isotopos. etc. por lo que ninguna empresa se ha motivado a realizar una exploración dado la legislación actual. En la actualidad existe un déficit de uranio en el mundo. Son conductores el agua (búsqueda de aguas subterráneas). Este método se utiliza para la búsqueda de elementos radioactivos. En caso de aguas y petróleo se hacen perfiles de los pozos y se tiene una idea del potencial del recurso. cauquenes. donde la masa se descompone. Pensar que chile tenga como alternativa energética una planta nuclear. como el Uranio a plomo. litio y borato. Mucho de las aguas termales de Chile. Obs. Otra alternativa son los yacimientos IOCG. Estas fuentes calóricas se conocen como recursos geotérmicos. como el Uranio. 27 . Con esta información se puede tener cierta inferencia de sulfuros. los declararon como recursos del estado. Además existe el problema que un país que produce uranio no puede procesarlo. las sales (depósitos de salitre. ya que se deben depositar en sitios geológicamente muy estables. Lo que se realiza en superficie es hacer pasar una descarga eléctrica y tener puntos de lecturas o sensores en una malla para determinar si esa corriente ha sido transmitida por la corteza.) y los metales nativos y son semiconductores los sulfuros. que puede ser aprovechada en la utilización de energía (energía geotérmica. En chile se destaca por tener gran cantidad de recursos J. de gran utilidad cuando los yacimientos son pórfidos. esto porque la mineralización de cobre esta siempre asociada a una alteración potásica y este método permite detectar la altura potásica radioactiva (K 40). semi y no conductores.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Eléctricos: En la naturaleza terrestre los materiales pueden ser conductores. Las lecturas pueden ser terrestres o aéreas mediante un instrumento llamado Cintilometro. aguas y sales. sin embargo las nuevas generaciones de Cintilometros permiten la utilización para la exploración de pórfidos cupríferos. etc. y determinar la llegada de la onda y la intensidad. dado la gran demanda que existe. Obs. Este método dentro de los geofísicos es el de menor costo. hace que el agua aumente su temperatura y salga a superficie mediante aguas termales o geiser. y donde no existe uranio para nuevas plantas. que pueden ser de dos tipos magmas en etapas no consolidados o semi consolidados y fallas activas. por lo que es muy utilizado para tener conocimiento de los yacimientos con contenido de sulfuros y se realiza posterior a la geoquímica para aclarar algunas áreas de interés. el corazón. estabilidad de taludes. forma y tamaño del cuerpo mineralizado. en estabilidad de labores estallido de roca.. una onda sonora. Aquí se determina el espesor de los sedimentos semi consolidado que contengan hidrocarburos y/o metálicos. donde se instalan sensores micro sísmicos y de variaciones de temperatura y alertan sobre el riesgo que pueda ocurrir. etc. etc. Pero dado que en los últimos años se ha encontrado yacimientos metálicos e hidrocarburos en sedimentos semiconsolidado. pero en vez de utilizar una onda sísmica. También es utilizado para determinar la potencialidad de la presencia de elementos metálicos o de hidrocarburos. fundamentalmente en labores subterráneas.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 geotérmicos considerables. Los métodos geofísicos además de la exploración. que solo abastece ala ciudad de Calama. para determinar topografía de fondos acuáticos y también fines bélicos. se utiliza para medir el espesor de los sedimentos. la cual se propaga en líquidos. ejemplo proyecto geotérmico el Tatio.V.P. este ultimo dentro de sedimentos en fondos marinos. gases y material semiconsolidado. también sirven para el monitoreo de problemas de mecánica de rocas. 28 . Ecosonda: Este método es semejante al sísmico. siendo los más utilizados el método sísmico y el térmico.P. A través de los métodos geofísicos permite tener cierta inferencia de la profundidad. tipo de roca. se estudia el comportamiento de una onda expansiva. J. pero no se conoce nada de mineralizaciones. es determinar si es o no un yacimiento minero (si podemos obtener cierto beneficio). 29 . Evaluación Económica: sobre la base de la evaluación física geológica establecer si el yacimiento es técnico-económicamente explotable.P. 3º Información: Labor >>> Sondajes. .3. Evaluación mediante sondajes Existen dos modalidades: con recuperación de testigo: este entrega mayor información de calidad y cantidad de esta. Evaluación Física Geológica: Su objetivo es establecer todos los parámetros que permiten caracterizar el yacimiento.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 2.P. mayor cantidad y calidad de información dentro de las labores. La menor calidad de información y el menor precio se tienen en los sondajes de sin recuperación de testigos. Sin recuperación de testigo: existen tres formas. las cuales tiene ventajas y desventajas una respecto a la otra. sin problemas de contaminación.con recuperación de detritus (aire seco) . correspondiente a la etapa de evaluación.1. es siempre preferible evaluar el yacimiento mediante labores.con recuperación de barro - J.Evaluación Física Geológica Para poder caracterizar en todos sus parámetros el yacimiento.3. esto dado por el salario en mano de obra. menor tiempo de ejecución es el de los sondajes. En el caso de la pequeña minería se explora y explota mediante labores de reconocimiento.Evaluación La etapa siguiente del negocio minero una vez encontrado el yacimiento geológico. 1º Costos: Labores mineras de reconocimiento 500 US$ /m en Chile y 2000 US$/m en USA.V. pero antes de realizar estas labores se realizan algunos sondajes sobre todo para establecer la profundidad de emplazamiento de la mineralogía. 2. En yacimientos relativamente leyes homogéneas y de gran volumen (Pórfidos Cupríferos) siempre se preferirá sondajes sin embargo para yacimientos con bajas leyes y erráticas. pudiéndose realizar a través de labores mineras y/o sondajes. dado que se necesita un mayor volumen de muestra para que sea representativo.con recuperación de polvo . por ejemplo en chile yacimientos de oro. es necesario acceder físicamente a él. Un metro de sondaje con recuperación de testigo es del orden de 130 US$/m 2º Tiempo: Labor >>> Sondajes. el costo final es provocado no por el numero de sondajes si no por los metros lineales y el área de influencia de cada sondaje. en el último caso existe mayor problema de contaminación. 30 . la malla de sondajes es algo más compleja del punto de vista económico ya que es una malla 3D. en un pórfido de cobre el espaciamiento optimo desde un punto de vista económico corresponde a una malla de 100x100 de forma equidistante. dado que aquí es donde me interesa obtener mayor información. el área de influencia esta dado por el promedio de los tres sondajes. pero ajustado por un factor económico (presupuesto) con un posterior relleno de 50x50 en sectores de incertidumbre estadística. Con recuperación de polvo y barro. etc. además de ahorrar con la utilización del anteposo.P.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Con recuperación de detritus. Existen distintos métodos para asignar un área de sondaje e influencia. Constituyen la última etapa de la exploración y la primera de la evaluación. por lo que es conveniente planificar la acción de perforar. etc. en perforación de bancos se muestrea con recuperación de polvo para las leyes en la tronadura. Existen otros costos además del metro de sondaje a perforar. Estos sondajes se perforan en forma secuencial y en puntos de la malla para darles valor estadístico. El área definida durante el periodo de la evaluación se le aplica un diseño de una malla de sondajes. esta no se utiliza para evaluación. diseño geométrico. A diferencia de la malla de muestreo esta malla presenta dos problemas adicionales estadísticos. siempre hay que considerar los aspectos estadísticos como económicos. La perforación con recuperación de detritus. modelo cuadrático. si no es así se debe realizar sondajes de relleno.P. en esta el área de influencia esta dado por el promedio de los seis sondajes. se deben considerar costos por plataforma. es de 100x100 y en Andina es de 300x300. existe información de leyes y en forma parcial de la mineralogía y litología. diseño hexagonal-regular. triangular regular. primero que es una malla tridimensional. Los objetivos de los sondajes exploratorios son: J. perforación con aire reverso y luego de haber llegado al cuerpo en cuestión se utiliza perforación con recuperación de testigo. de malla cuadrada. dado que circula agua. caminos de acceso. Con recuperación de barro solo se utiliza cuando se está en explotación subterránea para determinar leyes en frentes de trabajo. Una vez que se ha establecido el tamaño de la malla y lo que hay dentro de ella se seleccionan 5 a 6 sondajes ubicados según la información previa existente. ejemplo malla disputada. por lo que se debe tener un índice de correlación muy cercano a uno. es por esto que el valor total de los sondajes no está dada por el número de estos sino por los metros de sondajes que se perforen. el espaciamiento entre los sondajes depende del tipo de yacimiento que se va ha evaluar. Con recuperación de polvo se utiliza en rajos abiertos.V. existe información sobre las leyes y muy parcial de mineralogía. por lo que se deben hacer en las partes de mayor ley. abastecimiento de agua. es utilizado generalmente en el anteposo. con lo que se debe realizar sondajes de relleno. El problema se presenta cuando los sondajes no son de la misma población estadística. El área de influencia se debe dar en la malla que el sondaje debe tener una igual influencia estadística. azimut. duda. Estas hojas LOG de los sondajes se guardan en bóvedas especiales mientras dure la vida del yacimiento. Un cuarto tipo de registro.P. problemas de recuperación. nombre persona que describe el sondaje y leyenda y códigos de la descripción y cualquier observación importante. baja velocidad de penetración. nombre del operador. leyes y mecánica de rocas. se enumeran en forma secuencial. este testigo se guarda en cajas de madera o aluminio con dimensiones del diámetro del testigo y se lleva a bóvedas especiales (testigotecas) las cuales deben estar construidas a prueba de incendios y desastres naturales.V. si corresponde a perforación con aire reverso se usa la sigla SDH. si se trata de testigos. ( si es perforación con núcleo diamantado.   31 . numero de la caja que contiene el sondaje (5-83. estas bodegas guardan las cajas mientras dure la vida del proyecto.P. litología. metros contenidos en la caja (ejemplo. se ayuda sobre los mismos sondajes. etc. En caso de cualquier eventualidad. nombre de la empresa que realizo el sondaje. coordenadas.1 – 39. entonces ahora se realiza el diseño tridimensional y se hace una base de datos. su objetivo es poder reconstruir una caja de sondajes que por algún motivo que se haya desordenado la posición de los testigos. fecha y hora de inicio y termino. caja 5 de 83 existentes). Un segundo tipo de registro lo constituye un registro fotográfico (foto común o de papel sensible). Primero sondajes son fundamentales para la vida del proyecto. ángulo de inclinación. Un tercer tipo de registro se llama “LOG del Sondaje”   Se anota el nombre.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009   Determinar la profundidad de emplazamiento del cuerpo. un primer tipo de registro lo constituyen los sondajes mismos.  Se lleva metro a metro y a escala en columnas verticales la descripción y características del testigo en base a símbolos o códigos (alteración. se parten los testigos a lo largo por la mitad (guillotina de roca) y se deja una mitad y el otro se lleva para análisis destructivos. información que es vital para establecer la profundidad del resto de los sondajes. este registro se guarda en bóvedas (similares a de los bancos) en las oficinas del yacimiento. En las cajas se van separando las columnas de los testigos mediante tacos que llevan anotado el nombre del proyecto. 25.) y colores metro a metro para tener una impresión rápida de los que sucede. para llevar toda la información con una base computacional. corresponde a una base de datos en la cual se encuentra toda la información geológica del yacimiento (proporcionada por los J. ubicación del sondaje y coordenada y cota. corresponde a un registro computacional. Nº del sondaje.3). Establecer los parámetros que caracterizan al yacimiento y esta información se utiliza para el rediseño de la malla. las fotografías se deben realizar de forma vertical. rumbo sondajes. El registro de los sondajes se lleva de varias formas. (diamond dril hole) se utiliza la sigla DDHxxx. Ejemplo. y lograr concentrados de cobre y zinc. y la moda para lograr determinar cuánto debo moler para liberar la especie que nos interesa. las arcillas son impermeables.V.P. El objetivo de tener un registro es tener de respaldo en caso de que se pierda uno de ellos. tamaño referido al máximo. este yacimiento no vale nada.  Define el procesamiento de chancado y molienda. provocando mayor extensión del terreno. la mineralogía de mena ayuda a determinar los procesos de concentración y determina cuánto hay de cada mineral. con lo que se debe reducir la pila. dado que posee una mayor superficie de contacto al ser andesita una roca afanítica. yacimiento de cobre-zinc con una mineralogía de calcopirita.). si el tamaño de los minerales es menor a #200. Geodata. etc.     Determina si es un yacimiento de oxido o sulfuros. entonces se utiliza mayor cantidad de explosivos en la andesita. con lo que forman una capa impermeable generando una zona que no se va a poder lixiviar. Otro ejemplo es la mineralogía de ganga. entonces se necesita saber que colectores requerimos y dosificar estos. 32 . Esto es provocado ya que técnicamente es imposible separar la calcopirita de la esfalerita. con 3% de cobre y Cu oxidado. Ejemplo. mínimo. en que situémonos en un yacimiento de cobre emplazado en caliza. pero al iniciar la flotación lo concentrados de cobre tenían zinc y viceversa. la lixiviación es regado con acido sulfúrico. mínimo y moda. no es posible flotar. la cual sirve para ser analizada a través de software especiales (Vulcan.  Es parte del modelo del yacimiento  Principal variable que controla el comportamiento fisicomecánico de las rocas. Es una de las variables que controlan las características fisicomecánicas de las rocas Mineralogía: Análisis tanto de la mena como de la ganga en forma cualitativa como cuantitativa. Es parte del modelo específico del yacimiento. pirita y esfalerita. Estos archivos se guardan normalmente en oficinas que no se encuentran en las faenas. yacimientos de óxidos de cobre. dado que la lixiviación lo consume todo la calcita. con circuitos separados. Información de utilidad extraída de los sondajes Litología: La litología es importante ya que:   Es parte del modelo del yacimiento y permite ubicarse espacialmente dentro de él. Yacimientos emplazados en arcillas. yacimiento Cutter core (Magallanes) explotado los años 70 del siglo pasado. dado la importancia que tiene este. estos es fundamental para el proceso de concentración. J. aquí se construyo una planta de flotación selectiva. Tipos de minerales de mena y la ganga influyen como contaminantes o alterando el proceso de concentración. en el caso del Bronce estos se encuentran en las oficinas de Pedro de Valdivia. la flotación.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 sondajes). Obs. ejemplo si existe un sector de andesita y oro de diorita. se debe conocer los tamaños máximo. Datamine. en que existirán colectores específicos para cada especia mineralógica. Define el proceso de concentración y las características del proceso. Gemcom. Es otra variable que gobierna el comportamiento fisicomecánico de la roca Textura: Interesa tanto la fábrica (relación que existe entre los distintos minerales) y el tamaño tanto en forma cualitativa como cuantitativa.P. P. Afecta los procesos mineros Modelo de alteración de un Pórfido Cupríferos Alteración propilitica (clorita + epidota) Afecta roca volcánica Roca volcánica Núcleo baja ley Alteración arcillica (caolín).GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Alteración: Son todas las modificaciones mineralógicas que se producen en el yacimiento. Se define en forma cualitativa como cuantitativa. fundamentalmente por soluciones acuosas calientes. minerales primarios de roca se transforman.V. Es parte del modelo geológico del yacimiento. también afecta la roca volcánica + caolin Halo alta ley Alteración +cuarzo) filica (sericita Roca intrusiva + Alteración (feldespato biotita) potásica potásico o Emplazado en roca volcánica y presenta una alteración concéntrica J. 33 . ejemplo ferro magnesianos a clorita.    Modifica el comportamiento fisicomecánico.P. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Modelo de alteración yacimientos epitermales Au-Ag, un ejemplo de esto son las vetas que se emplazan en fallas: Alteración (estéril) silícica-Arcillica Zona de bonanza (alta ley) Las características de una alteración Arcillica (caolín); las arcillas son filosilicatos de aluminio hidratados, con lo que tienen una capacidad de intercambio cationico, laminas planas hexagonales y pueden flotar muy fácilmente, las arcilla se hinchan con el agua dado su capacidad de poder absorber esta, con agua se ponen más plásticas, las arcillas son hidrófilas, con lo que sin agua las arcillas son frágiles y con esta tienen comportamiento dúctil, pueden ser lubricantes. Los problemas que pueden generar la alteración Arcillica, son:     Si existen muchas arcillas en una mina subterránea entonces se produce barro, con lo que se atascan los barrenos y perforación se demora más tiempo, por lo que se deben hacer tiros más cortos como solución. Filosilicatos: Afecta la flotación dado que flotan con mucha facilidad, formando lamas y bajan las leyes de los concentrados (Obs. Todos los minerales con estructuras en capas flotan fácilmente) Comportamiento plástico y dúctil a la deformación: Afecta la perforación y tronadura, se necesita mayor energía más explosivos para quebrar la roca con presencia de arcilla y agua (subterráneo), en rajo la perforación es en seco no así en subterráneo. El fracturamiento es dominado por las siguientes variables, la temperatura, con lo que hace más dúctiles los materiales, la presión, dado se necesita mayor esfuerzo para quebrar el material y el tiempo, si el tiempo de repetición de esfuerzo, está asociada al límite de fatiga del material, esto es la repetición de un esfuerzo independiente del tiempo. Entonces cuando existen arcilla y formando barros la solución para la tronadura va estar asociada a los retardos que apliquemos en la tronadura cuando existen arcillas en presencia de agua en minería subterránea; tronadura con retardo. Afecta la estabilidad de labores; las arcilla se comportan como lubricantes, aceita y se van a producir planchones (se utiliza mallas o shocrete), un ejemplo de esto es el yacimiento el romeral, el rajo se encontraba con una falla de arcilla, en donde a través de esta se deslizo alrededor de 300 J.P.P.V. 34 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009      millones de toneladas de materia y cubrió todo el rajo, con lo que se debió ahora explotar mediante una variante subterránea, esto implica un análisis de costo-beneficio. Afecta el chancado, las arcillas húmedas se pegan a las paredes de los equipos y disminuye la capacidad de chancado. Molienda: independiente si es de barra o bolas, una película de arcilla se pegan a las bolas, entonces el tiempo de residencia del materia a reducir es mucho más largo con lo que implica mayor gasto de dinero. Carguío y transporte; las arcillas se pegan en las paredes de cualquier equipo y disminuye la capacidad, entonces se debe realizar un lavado con agua a presión para lavar y despejar las paredes y recuperar la capacidad. Afecta la flotación: la arcilla entorno a las partículas se forma una película de esta, con lo que todas las partículas flotan y ningún colector logra actuar, con lo que se debe agregar depresores y ampliar el circuito de flotación al agregar una etapa adicional. Lixiviación: las arcillas al ser impermeables en la pilas de lixiviación, dado que la solución arrastra a la arcilla y se va a formar una capa impermeable, con lo que se deben hacer pilas más pequeñas y en mayor extensión. Saber de qué tipo de alteración y la cantidad que representa esta alteración es necesario para todos los procesos mineros, dado que no es lo mismo tener una alteración Arcillica entre 2-3% que tener un 20-30% de esta alteración, en esta última me preocupo. Otro ejemplo de alteración es la alteración silícica que cuenta con los siguientes problemas:  Perforación: roca con mayor cantidad de sílice, se demora aun mas en perforar con lo que se produce un mayor gasto de aceros de perforación por su abrasividad.  Diseño subterráneo, no se puede realizar un método de block caving, ya que existe una gran cantidad de energía libre de Gibbs, ejemplo en andina, se realizo un block caving pero con alteración turmalínica, que está bajo el mismo concepto que la alteración silícica, con lo que las complicaciones son obvias.  Tronadura: Se necesita mayor cantidad de explosivo y aplicar retardos, ya que este tiene mayor energía libre de Gibbs.  Estabilidad de labores: dentro de labores subterráneas la sílice rellena todas los espacios libres y poros, entonces aumenta su contacto y superficie de contacto, con lo que aumenta la energía libre de Gibbs, entonces las labores son más estables, se necesita menor fortificación, por ejemplo se realizan plantas dentro de las labores subterráneas, esto es un caso en Andina en que la planta de chancado se realizo dentro de una gran caverna. También se puede aplicar para realizar tuéneles más grandes, camiones directo a la frente. Un ejemplo de esto es el Soldado y mantos blancos, en que tenemos tuéneles pavimentados y directo a la planta.  Contaminación por sílice en suspensión, con lo que se puede causar silicosis a los trabajadores.  Chancado y molienda: si existe una gran alteración silícica, esta será muy abrasiva, con lo que va a existir un mayor desgaste de paredes, bolas y barras, dentro de la molienda Sag o autógena no se puede realizar si la roca presenta esta alteración. J.P.P.V. 35 GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Estructuras Es importante conocer dos tipos de estructuras principales (Diaclasas y Fallas). Estructuras por fracturamiento, Diaclasas  Vetillas Falla  Veta Diaclasas: son planos de fracturamiento sin movimiento relativo entre bloques pero si existe apertura entre estos planos, las diaclasas se encuentran definidas por su ubicación espacial; rumbo y manteo. Las diaclasas pueden formar juegos o familias de diaclasas, esta son de igual rumbo y manteo, estas se representan en mapas de diaclasas, con simbología de rumbo y manteo y la cantidad de diaclasas por metro cuadrado.       Constituyen espacios abiertos para la mineralización y alteración por lo que son parte del modelo del yacimiento. Son un factor de mineralización, constituyendo vetillas. Afectan el comportamiento fisicomecánico de la roca. Dentro de canteras ornamentales, no se utiliza la perforación y tronadura por que necesitan planchas, con lo que en las canteras se utilizan tarugos de madera a lo largo de las diaclasas y luego se inyecta agua y la madera luego se expande y libera y cae la roca. De forma industrial se explota en bloques por cables diamantados. También se puede utilizar en los diagramas de disparo, en que si se conocen las diaclasas se puede optimizar la tronadura, y utilizar una menor cantidad de explosivos. Provocan inestabilidad en las labores, dentro de la minería subterránea se deben utilizar pernos de anclaje y se necesita saber la posición espacial de estas diaclasas para la correcta ubicación de los pernos, en que se debe utilizar ojala de forma perpendicular a las diaclasas y si es imposible realizarlo, se utiliza mallas y shocrete. El sellado de las Diaclasas se realiza a través de un proceso llamado “Grownting” Este proceso puede ser realizado en profundidad, sellando a presión o en la superficie. Son un factor importante de la permeabilidad de la roca, si existiese un conjunto de rocas impermeables que tiene un fuerte diaclasado, entonces ahora es un conjunto permeable. Un efecto positivo de esto son en los lugares desérticos y zonas áridas, en que las fuentes de agua subterránea el recurso es bajo, y en desiertos las rocas son volcánicas y son muy impermeables pero las diaclasas aumentan las posibilidades de recuperar agua subterránea. Ahora es también un factor negativo la existencia de permeabilidad, por ejemplo en Santiago y el sur puede significar inundaciones en el interior mina, un caso es Rio blanco y Andina (block caving), en que parte de la zona de hundimiento inundo la mina dado que en invierno se acumula nieve y en la zona de hundimiento el fracturamiento de la roca es fuerte, con lo que con los deshielos se inundo la mina y se paralizo esta. Otro problema generado por la permeabilidad es en la construcción de túneles con otros objetivos como el de transportar relaves en que si hay diaclasas en este puede contaminar el valle con este material, un ejemplo de este son los bronces. Ahora estas diaclasas también afectan a tuéneles viales y a construcciones de centrales hidroeléctricas, en que se necesita mantener una presión y no debe existir un factor de permeabilidad en sus paredes, ni roca fracturada, para que no escape el agua. J.P.P.V. 36 También se encuentran Collahuasi.      Modifican el comportamiento fisicomecánico de la roca. Chuquicamata. El abra y el Salvador. Corresponden a zonas de debilidad dentro de la corteza. La falla Oeste a traviesa el pórfido en que en Chuqui una parte de este cuerpo no se encontraba la otra mitad de este seccionada por la falla. con lo que se desplazo hacia otro sector. Candelaria. que es una falla continental. Este es un sistema de mega falla. Cu y Au. en San Francisco. con los que los yacimiento de la cordillera de la costa están relacionados con el falla (yacimientos metalíferos). se han emplazado los principales yacimiento de Cu (pórfidos cupríferos). en que se conoce como la falla oeste. La falla de atacama es activo de fines del Jurasico hasta el presente. Este desplazamiento es hacia el sur y al moverse el otro sector de Chuqui se fue desgarrando y conformo otros yacimientos encontrados acá. pórfidos cupríferos también ubicados en la cordillera de la costa como Andacollo. siendo una zona de debilidad de corteza y se ven emplazados un gran número de yacimientos. por lo que se deben monitorear y mantener un control de estabilidad y poner atención a la perforación y tronadura. En Chile se encuentra tres mega fallas: La falla de Domeiko I a la III región. dado que es el bloque más joven. etc. si el de la derecha o izquierda. se han emplazado yacimientos de Fe. Aquí existen un gran número de termas. aun que no tienen la misma roca y mineralización es menor. en que al hacer una comparativa entre las rocas. en el caso de Chuqui no existen movimientos de alzamiento dado que ambas rocas tienen la misma edad. sin presencia de volcanes y son aguas termales debido a esta falla. se busca determinar roca más joven están en el bloque de izquierda o derecha. con lo que es muy compleja y hay sectores que tienen un ancho de 30 kilómetros. Todos los yacimientos de J. Son factores de permeabilidad de la roca. Manto verde. Yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata. de Tal Tal hasta Ovalle. Existen los siguientes yacimientos: yacimientos de fierro. La falla de Atacama. para relación cual es el bloque que ascendió. a través de los cuales se pueden emplazar yacimientos. En la falla de Atacama I a la V región. 37 .P.V.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Fallas Son planos de fractura en donde hay desplazamiento de un bloque respecto a otro.P. Estas están determinadas por su posición espacial (rumbo y manteo). postulan algunos que es la continuación de la falla de San Andreas. En esta falla se realizan la mayor cantidad de exploración de pórfidos cupríferos. en que a través de la falla puede circular agua. Un ejemplo es Chuqui. además estas mismas zonas pueden representar movimientos sísmicos y terremotos. también se encontró Mansa mina o Rodomiro Tomic. Esta falla es la liberación de energía de la mayor parte de los terremotos que se producen en Chile y es por esto que los mayores daños son causados en la cordillera de la costa. que se encuentra la falla Oeste. con lo que puede existir fallas anterior y posterior al emplazamiento de la formación de la veta. como Chañarcillo. Es un factor de dislocación del yacimiento. Es un importante factor de mineralización a través de vetas y son parte del modelo del yacimiento. Todos los yacimientos IOCG conocidos están relacionados a esta falla. en fallas muy grandes se determina la zona de falla. es y ha sido activa por más de 120 millones de años. en que no es un plano si no que es un sistema de fallas con muchas componentes. que se consideran los mayores recursos y toda la producción de fierro de Chile está emplazado en esta falla de atacama. se sella el pozo y se realizan las medidas y luego se sigue perforando. S. Con lo que si se llega encontrar agua subterránea se debe utilizar el mismo principio que el de los cauces de un rio. que se encuentra de la IX a la XI región.P. Los volcanes activos del Sur de Chile se encuentran a través de esta falla (LLayma. dado por la propiedad agrícola y forestal. La última mega falla corresponde a la de Liquiñe-Ofquin. coproducto. conflictos mapuches y conflictos ecologista. tracción y cizalle). dado que el caudal es en función de la velocidad de escurrimiento y el área. la explotación de ellos tendrían serios problemas. que se han producido a lo largo de esta falla. un parámetro no destructivo es el RQD y destructivos corresponde el ensaye de probetas (Esfuerzos de compresión. que además constituye la fuente principal de la pequeña minería. En una zona árida (I II III y IV región) puede contribuir a disminuir los costos. Villarrica. casi todos los recursos geotérmicos de Chile están relacionadas a esta falla. que corresponden a fiordos. Lonquimay). se produjeron movimientos sísmicos y grandes desplazamientos de masa y la actividad del Chaiten también es provocada por esta. Ley y/o calidad: La ley caracteriza a los yacimientos metálicos y la calidad a los yacimientos no metálicos o industriales.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 manganeso de Chile también relacionado a esta falla. Además se debe realizar análisis químicos para determinar la calidad. J. Esta actividad representa por un lado. Esta falla es muy activa en el presenta y esta actividad se refleja a través de movimientos sísmicos y actividad volcánica. son: Agua subterránea: Es importante determinar la presencia de agua subterránea a través de los sondajes determinando calidad y cantidad. de la misma forma para los elementos que son impurezas y determinara un castigo (Cu: As y Fe: P. en que los recursos de agua son caros y escasos.P. y se realizan varios sondajes mas para determinar la potencialidad. para sondajes de evaluación.V. que se deben aforar. mientras en zonas donde el agua es abundante. Mecánica de rocas: Permite inferir el comportamiento físico de las rocas. En Aysén. 38 . puede llegar a ser un problema y que podría inundar las labores. además con el turismo presentado en el sector. Otros parámetros a considerar de la información establecida por los sondajes. Ahora el de haber recursos. Los sondajes pueden determinar la presencia de agua subterránea y este es el momento para determinar la potencialidad de agua. La posible potencialidad de recursos mineros a través de la falla no se conoce porque no hay ningún estudio y no se han hecho intentos para determinar la geología básica del sur de chile (CMP realizo un vuelo aerofoto gravimétrico este año 2009). Este tiene una gran importancia en el norte de Chile. corresponde a la zona de los canales. los sondajes exploratorios se hacen un barrido de elementos (40 o más elementos) y luego en base a estos se determina cuales se analizaran en forma continua. Alcalis). yacimientos vetiformes menores especialmente de cobre también ubicados acá. Es importante establecer la presencia de todos los elementos que signifiquen un beneficio como producto o subproducto. Si no es a presión se debe extraer esta agua. al sur de Chile. estos pueden ser mediante análisis destructivos o no destructivos. Además de determinar cuales se van a analizar de forma sistemática en los sondajes de evaluación de muestras. En los sondajes si esta se encuentra en agua presión se debe utilizar un tambor de 200 litros y determinar el tiempo en que se llena este. cuales son los ritmos de explotación y procesamiento más adecuados.P. Se va a establecer en primer lugar y de acuerdo a los métodos de explotación y procesamiento establecidos en la pre factibilidad. Cada alternativa se va a analizar según técnicamente sea realizable y según un análisis costobeneficio. en que se pueden realizar las siguientes pruebas:    Moliendabilidad Grado de liberación Pruebas de concentración Con todos los datos recopilados dentro de la evaluación físico-geológica vamos a poder establecer una serie de aspectos que determinan al yacimiento. mineralogía. con lo que se debe hacer un estudio de mercadeo. se comienza la explotación con un cierto ritmo de producción y posteriormente se aumenta. En esta etapa demás se debe realizar conversaciones con quienes pueden comprar los productos y establecer un primer contacto y preacuerdo de la venta de la producción y finalmente también se deben analizar las fuentes de financiamiento para la inversión necesaria. orden de las leyes que caracterizan el yacimiento. En esta evaluación vemos varias etapas de estudio: Pre factibilidad: Es establecer si existe un método de explotación y de procesamiento técnicamente adecuados que permitan explotar la mena obteniendo un cierto beneficio. Para cada una de las etapas de producción se va a determinar más bien términos teóricos el capital necesario de inversión. alteración. Se deben determinar la forma de financiamiento del proyecto e indudablemente se va requerir un capital inicial de inversión establecer los montos de inversión que se necesitan y también establecer la forma de obtener ese financiamiento . Con todos estos parámetros que se analizaron en la evaluación física y geológica del yacimiento.P. los cuales son: Profundidad. fundamentalmente basado en las características del yacimiento y parámetros generales.2. Factibilidad: Se trabaja solamente con la alternativa más favorable determinada en la pre factibilidad.Evaluación técnica-económica El objetivo de la evaluación técnico económico es establecer si el yacimiento encontrado es o no un yacimiento minero que sea técnico y económicamente explotables para obtener un cierto beneficio presente. además si existen ampliaciones este se puede autofinanciar J. 2. características físico mecánicas de la roca.V. influencia del comportamiento metalúrgico de la mena. 39 . Con lo que además analizamos distintas etapas de producción (la tendencia es comenzar el proyecto con cierta producción amortizando y luego realizar un expansión) Normalmente en la actualidad. Esta modalidad permite un menor capital necesario de invención y la generación de ganancias permite ser ocupados como capital de invención para la expansión de la mina.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Pruebas metalúrgicas: Van a ser en los sondajes al nivel de laboratorio y para eso se utilizará un compósito de rechazos de las muestras. podemos ahora realizar una evaluación técnica-económica.3. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 con las ganancias. La cantidad de material que se extrae es mucho mayor a la que se tenía de los sondajes. caminos. campamentos.) En esta etapa se procederá a tomas decisión en base a cotizaciones reales de todos los equipos que se van a utilizar y se decidirá cuales se van a comprar. verificándose el grado de moliendabilidad. con lo que se mapean la labores y se muestrean canaletas. grado de liberación. Se deben establecer todos los costos de operación. 40 . agua. Los colorados que es un yacimiento de fierro. pero en esta etapa todas las labores se utilizan como sondajes de gran diámetro. Luego con toda esta información se va a negociar la obtención del capital de inversión. además durante las etapas de ingeniería del proyecto mismo se va a determinar el comportamiento físico mecánico real de la roca y estabilidad de esta. puertos.V. con lo que se obtiene un muestra total.P. aguas. un ejemplo es que normalmente en un rajo lo que abren este son contratistas. campamento. en este caso se cumplió con el objetivo además de obtener ganancias por este material a menor precio pero se vendió de igual forma. Un ejemplo de esto en Los bronces que utilizo la planta de catemu para este fin. comprobación de la evaluación física geológica y técnica económica. capital propio. plantas de chancado y molienda. Primero se deben hacer obras secuenciales en que primero que todo antes de construir caminos etc. pero al ajustar el proyecto a valores reales es perfectamente factible que mediante la ingeniería de detalle el proyecto no sea viable. etc. J. entonces puedo determinar la cantidad de personal contratistas. obras civiles (caminos. Una vez analizado toda la infraestructura necesaria.P. luego podemos pasar a la siguiente etapa. Durante esta etapa se va a acceder físicamente al yacimiento lo cual va a permitir comprobar lo determinado durante la evaluación físico geológico. ingeniería de detalles. Desarrollo Dentro de esta etapa existen los siguientes objetivos: La construcción de todas las obras de ingeniería necesarias para llevar a cabo el negocio. costos de producción. La cantidad de material extraída de las labores se conoce como muestra total y dependiendo de la envergadura del yacimiento puede constituir varios cientos o miles de toneladas. Joint venture. se tenían problemas con el tamaño del material extraída con lo que se mando la muestra total a Japón. Se van a someter a licitaciones todas las obras que sean necesarias realizar a través de terceros. Con lo que se debe hacer las conversaciones con bancos o posibles socios. etc. etc. y determinar sus costos se debe determinar si el análisis es positivo o no. estimación de leyes y pruebas metalúrgicas. se deben realizar las labores que van a permitir la explotación. costo económico. y explotada por la compañía minera Huasco y Mitsubishi. En base al modelo de ingeniería y a la decisión de equipos se hará un análisis de costos de inversión. energía. planta de concentración.4. esto es labores de acceso y campamentos provisorios. construcción de plantas. Y la venta de los productos obtenidos de etapa de desarrollo. Se va a negociar la venta de la producción con la firma de los contratos. El estudio de esta muestra se realizan en plantas pilotos (no laboratorios). Si los resultados son positivos la etapa siguiente es el desarrollo de la mina. etc. Con lo que se debe determinar la alternativa de inversión. Ingeniería de detalle: Es una etapa de diseño ingenieril en el cual se diseña el método de explotación. 2. préstamo. en que las primeras labores de desarrollo. debido a que sea posible que no sea factible su explotación. 41 . tensión superficial Los procesos de concentración que utilizan las propiedades químicas son: J.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 El yacimiento El indio es un caso único en el mundo. etc. e inicio la explotación ya habiendo amortizado todo el capital de inversión. ejemplo magnetita  Concentración gravitacional. caída de precios. Además de realizar el establecimiento de la evaluación física-geológica y técnico-económica de los sectores del yacimiento. Se debe hacer un análisis detallado de los sondajes para determinar las condiciones de la explotación en la forma más ajustada a la realidad Se realizan nuevos sondajes en los bloques para determinar leyes medias y realizar compósito o hacer mezclas para obtener la ley media del yacimiento. Los procesos de concentración que hacen uso de las propiedades físicas de los minerales son:  Concentración magnética. se procederá a la construcción de las demás obras. Etapas siguientes en el negocio minero Explotación Su objetivo es la extracción racional y sistemática de la mena para obtener un beneficio diseñado para el negocio. por la disminución de tamaño por chancado y molienda. Un ejemplo es el yacimiento Marte.P. Separar los minerales de mena de la ganga.P. flotación). gravitacional. si no que. y esta separación se puede realizar aprovechando las propiedades fisicoquímicas de los minerales. Conozco las características de los bloques a explotar para planificar adecuadamente todos los procesos.. Al final de la etapa de desarrollo el riesgo del negocio minero no tiene relación a factores propios del yacimiento. Procesamiento El objetivo de esta etapa es liberar las especies útiles de la ganga. se procederá primero con las obras que permitan el acceso al yacimiento y una vez que la evaluación técnico económica este comprobada.V. Este proceso se realiza a través del chancado y molienda. lavaderos  Concentración por flotación. tensión superficial. es decir. minerales pesados. usando las propiedades físicas o químicas de los minerales (concentración magnética. Concentración: El objetivo es separar las partículas de mena de la ganga o estéril. la veta el indio 3500. su riesgo radica ahora en factores externos (huelgas. Conminución: El objetivo es disminuir el tamaño de la roca es el de liberar las partículas de mena de la ganga o estéril. oro que se saco y este proyecto se financio completamente.5.) 2. tenía una ley media de 3500 kg/tonelada. La ejecución de las obras de ingeniería se van a ejecutar en forma secuencial. Las labores de desarrollo se realizan en forma paralela a la explotación. Se uso en el indio y también para obtener el Vanadio de la magnetita se utilizo este proceso. Ahora actualmente Codelco pretende instalar una manufacturera en China solamente por un tema estratégico. base fuerte. en la minería metálica. bacteriana o por cianuración): lixiviación básica. Ventana.  Amalgamación Fundición y Refinación Su objetivo. Manufacturización El objetivo es obtener a partir de los metales químicamente puros.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009  Lixiviación (ácida. alambres. Sewell. metales químicamente puros. una en Alemania y Francia.  Tostación. productos manufacturados tienen mayor impuestos por lo que se prefiere hacerlo en los lugares de exportación. para minerales oxidados de cobre con acido sulfúrico. J. Comercialización Posee como objetivo. Empresas en Chile que presentan todas las etapas del negocio minero son: Codelco. Codelco presenta dos manufactureras. esta se encuentran allá dado por un tema de impuestos. productos de diferente propiedades físicas dándole un mayor valor agregado al producto. básica. 42 . también existe la planta de Chagres de Anglo American en la quinta región. Escondida. la mayoría pertenecen a Codelco: Potrerillos. sin producir ningún cambio químico. entregando un mayor valor agregado al producto.V. evidentemente. propiedades químicas y físicas. refinería electrolítica.P. acero de construcción etc. CAP y Enap (este último explota y desarrolla en el extranjero y planta refinadora Con Con y la octava región). Esto a través de las variables presión y temperatura solamente. fundiciones. se caliente el mineral para destruir la textura cristalina y liberar el elemento metálico contenido en ella. Se utiliza la ingeniería electrolítica. perfiles de acero. Lixiviación acida. colocar el producto final bajo los mejores condiciones de mercado. con lo cual se logra modificar la energía libre de Gibbs residual Interfacial obteniendo planchas.P. Pipas o Chimeneas: Corresponden a cuerpos cilíndricos discordantes. Vetillas: Cuerpos tabulares discordantes de menor dimensión.P. ejemplo yacimiento brechosos. ejemplo Sur-Sur y Andina. en los cuales los fragmentos de brechas o la matriz de la brecha corresponde a la mineralización útil. Bolsones o papas (mineros chilenos): Cuerpos mineralizados de menor dimensión que los Stock Work. CLASIFICACION DE YACIMIENTOS Los yacimientos se pueden clasificar bajo variados criterios. bandeamiento. es un cuerpo en donde la mineralización se presenta homogéneamente diseminada como pequeñas partículas en un cuerpo de roca. como manto de caliza en lo Valdés). etc. la diferencia entre Chimenea y Pipa. no tienen restricciones en cuanto a la textura. independiente de la posición espacial que tengan cortan estructuras presentes (estratificación.P. que corresponden a relleno de diaclasas Guías: Vetas o vetillas de mayor estrechez. en cambio en la pipa existe un cambio drástico en las leyes. Macizos (Massive): Son aquellos en los cuales la mineralización ocupa un 70% o más del volumen. 43 . Stock work: Es un término que se refiera tanto a la forma del yacimiento como a la textura de la mineralización y corresponde a cuerpos de grandes dimensiones. generalmente son yacimientos macizos lo yacimientos de fierro. radica en que en que la chimenea presenta una disminución paulatina de sus leyes. los cuales presentan en secciones transversales u horizontales formas circulares o elípticas. igual forma y mineralización. Manto: Cuerpos tabulares concordantes independiente de la posición espacial (horizontal o verticales. Stock work Brecha: Presentan una similitud con la textura de rocas. J. Ejemplo pórfidos cupríferos presentan esta forma.V. y cuya mineralización se presenta en un enrejado de vetillas y en menor proporción forma diseminada. Ejemplo Andina.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 3. Normalmente forman parte de los sistemas de pórfidos cupríferos. Clasificación de los yacimientos según su textura Diseminado: son cuerpo con mineralización diseminada.). que normalmente corresponde a relleno de fallas. estos son: Clasificación de los yacimientos según su forma Vetas: Son cuerpos tabulares discordantes. P. Yacimiento energéticos fósiles: Aquellos en los cuales el carbono es constituyente esencial y los cuales se han formado de descomposición de materia orgánica. Son Industrias Básicas aquellos que se utilizan sus productos como factor económico para medir el nivel de desarrollo de un país. (Cuarzo. se tiene: Ferrosos: Todos aquellos que cuyos contenidos útiles finales se utilizan en la industria del Acero. No básicos: El resto Metales preciosos o de alta tecnología: Esta determinado por las características físicas químicas que tienen. 44 . torio.V. No Energéticos: El resto. litio. etc. Yacimientos fluidos son los yacimientos geotérmicos.) Clasificación según un criterio industrial-económico (tipos de industria) Referido al tipo de industria al cual constituyen en materia primas básicas.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Clasificación de los yacimientos según los tipos de productos Yacimientos metalíferos: Aquellos en que el producto final es un elemento metálico. carbón. corresponde a una especie mineral. (Fe. Titanio. que es variable en el tiempo. Ejemplo son ladrillos en hornos que son refractarios y no reaccionan en altar temperaturas. uranio. Zn. Pb. Arcillas. etc. torio. Básicos: Esto de acuerdo si los productos finales son utilizables en las industrias básicas. Vanadio. Feldespatos. dado su consumo de estos productos. Cr. Este es un criterio económico. pero no contienen Carbono en su composición. etc. etc. etc. esto es aquellos que tienen un alto punto de fusión y/o son refractarios. Ag.) No Metálicos (minerales Industriales): Corresponde aquellos en los cuales el producto final útil. granate. (Carbón. gas natural. uranio.P. Au. fierro.) No Ferrosos: El resto. Clasificación de los yacimientos según un punto de vista energético Energéticos: Aquellos que a partir de sus productos sirven para generar energía en forma directa o indirecta energía. petróleo. Micas. Cu. No preciosos: El resto. litio. que no son utilizados en la industria del Acero. que son fluidos (líquidos o gaseosos) y no fluidos (solido). Yacimientos energéticos están clasificados de acuerdo el estado de la materia. Yacimientos no fluidos son el bitumen. yacimientos geotérmicos) J. Hidrocarburos) Yacimientos energéticos no fósiles: Sirven para la generación de energía. Ejemplo: Cobre. (Uranio. (Fe. J. Se habla que son ambientes de destrucción de corteza. Yacimientos Sedimentarios: Yacimientos que se han formado por procesos sedimentarios y asociado a rocas sedimentarios. Ambientes inestables: Son ambientes que se caracteriza porque en ellos existe actividad ígnea y/o sísmica. y los más importantes están definidos en términos del tipo de esfuerzos que hay en ellos: Inestables Compresivos: Son ambientes que actúan en ellos esfuerzos de carácter compresional y pueden ser de borde continental (Chile) o de arco de islas (cadena de islas de Japón. temperatura y presión Las clasificaciones más importantes son: Niggli.P. ejemplo. como yacimiento de fierro en Australia y Brasil que corresponde a algunos de los yacimientos metalíferos más grandes del mundo. Clasificación de los yacimientos de acuerdo a las variables de formación. yacimientos de caliza. Lindgren. Yacimientos de cobre y cobalto en Zaire y Zambia. yacimientos de asbesto y yacimientos de oro. Schreiderhohm Clasificación de los yacimientos de acuerdo al ambientes Tectónicos petrológicos en el cual se forma el yacimiento Ambientes Estables o cratónicos o escudos precámbricos: Estos ambientes es de la primera corteza formada en el planeta y está caracterizado por que en ellos no existe. como pascua Lama. Yacimientos Metamórficos: relacionadas con procesos metamórficos y rocas metamórficas. Extensivo oceánico un ejemplo es el mar rojo y extensivo continental es Brasil y Argentina. ni en el pasado ni en el presente.P. carbón. también abarca Venezuela).V. son ambientes de creación de corteza. ejemplo de estos son los pórfidos cupríferos. yacimientos sedimentarios de cobre. 45 . yacimientos epitermales de oro y plata. ejemplo yacimientos de granate (lijas) en chile. y en el pasado la cordillera de la costa en Chile). Inestables Extensivos: Son ambientes que actúan en ellos esfuerzos de carácter extensional y producidas por corrientes de convección dentro del manto superior.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Clasificación de los yacimientos según su los procesos geológicos asociados Yacimientos Ígneos: Son los yacimientos que se han formado por procesos ígneos y asociado a rocas ígneas. tanto oceánicos como continentales. también yacimientos metalíferos. yacimientos de manganeso. ni actividad ígnea ni sísmica (Sudamérica: escudo brasileño. Se establece en forma empírica. se puede decir que la mayoría de los yacimientos están asociados a procesos ígneos. Magmas de mena: magmas que no se encuentra dentro de su composición los silicatos o se encuentra en muy baja proporción. la mayor parte de los yacimientos se han provocado por estos procesos. observación directa que existen varios tipos de magmas. Magmas de azufre: actividad volcánica se emite azufre líquido. Magmas de mena de óxidos de fierro: Originan yacimientos de fierro y/o yacimientos IOCG. mayor evidencia de estos es en Chile en el Laco. Magmas de mena sulfurados: Su composición es de sulfuros y rocas de 100% sulfuros. yacimientos masivos de sulfuros. excepto el carbonatíticos (existe una gran discusión.V. J. primera evidencia empírica de esta emisión fue en chile en la segunda región. Magma: Fluido viscoso de alta temperatura que proviene del interior de la corteza y que a partir del cual se forma las rocas ígneas. CO2. 46 . Magmas silicatados: rocas ígneas intrusivas o extrusivas. son magmas silicatados originados por la inmisibilidad de líquidos. S. segunda región donde hay lavas y yacimientos de óxidos de fierro. F y P.1. De este tipo de magma existen varios tipos: Magmas carbonatíticos: formados en más de un 90% en carbonato y se ha observado la emisión de magmas carbonatíticos en Tanzania y rocas ígneas de carbonato. se cree que viene de magmas mantélicos).P. Todos estos magmas.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 3. Magmas Si consideramos que en cuanto en cantidad existe un gran porcentaje de rocas ígneas.P. con lo que se hace importante determinar la formación de un magma en los procesos ígneos. La corteza terrestre está compuesta por un 90% de rocas ígneas. Juega un rol fundamental las presiones parciales de O2. no es la caliza. Esta etapa se divide en dos subetapas. asintótica al eje de la temperatura. la de cristalización residual). 47 . Consolidación de un magma silicatado El magma silicatado pasa por las etapas descritas en el diagrama que sigue. a. y temperatura. lo cual a su vez hace aumentar considerablemente la presión interna del magma (magma residual da origen a la siguiente gran etapa.1000 °C y una presión interna del magma relativamente constantes. En el diagrama de diferenciación magmática de Niggli podemos diferenciar dos grandes etapas en la consolidación del magma. J.V.P. Al final de la etapa ortomagmática lo que queda es un residuo de magma el cual es rico en volátiles y agua. este considera presión interna del magma (no presión litostática ni presión total). Etapa Ortomagmática Tiene lugar entre los 750~1200 °C y las presiones más bajas internas del magma. Diagrama de Niggli 1100 Temperatura °C 1º cristalización Etapa ortomagmatica 900 700 500 300 100 Presión Cristalización principal Sub-etapa pegmatiticaneumatolítica Etapa de cristalización residual Sub-etapa hidrotermal Sobre la base de este esquema podemos analizar las características de las diferentes etapas del proceso de consolidación del magma y la relación que existe entre esas diferentes etapas con la formación de yacimientos ígneos.P. La etapa Ortomagmática está caracterizada por que dentro de ella se tiene lugar la consolidación del mayor volumen de magma originando prácticamente todas las rocas ígneas.2. las cuales son: Primera cristalización Se tiene lugar en las temperaturas más altas 1200 .GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 3. estas etapas están definidas por Niggli por el diagrama de Niggli. GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Durante la primera cristalización se forman los primeros minerales de alto peso especifico. con lo que se tiene una disminución grande y brusca de la presión interna del magma. Esta etapa se encuentre entre los 100 – 500 ºC y con una disminución lineal de la presión interna del magma. temperatura y de su composición inicial del magma silicatado (que dependen a su vez del ambiente tectónico en que se formo el magma).P. 48 .V. Hidrotermal Durante la subetapa hidrotermal se forman minerales que cristalizaran llenando espacios abiertos o por reacción de la solución con minerales en las rocas preexistentes. Como consecuencia de esta subetapa se tiene la formación de las rocas Máficas y Ultramáficas. también se van a formar todas las rocas ígneas tanto intrusivas como extrusivas de: Granito  Gabro Riolita  Basalto Al final de la cristalización principal lo único que queda del magma es una mezcla de volátiles y de agua. Esta etapa se divide en dos subetapas. A medida que cristalizan los minerales disminuye la presencia de volátiles. haciendo crecer considerablemente la presión interna del magma como una recta. Durante esta subetapa se genera un aumento de volátiles. se produce una cristalización de las soluciones volátiles y que en conjunto con el agua darán origen a los últimos minerales de la serie de Bowen. La etapa de Cristalización Residual. Al final de esta etapa queda un residuo de una solución acuosa caliente cuya cristalización formara la etapa siguiente. Un magma silicatado no necesariamente pasara por todas estas etapas. esto depende de su presión interna del magma. Tipos de yacimientos que es posible que se formen en cada etapa J. b. originando rocas Pegmatítica y Neumatolítica. Cristalización Principal Tiene lugar entre los 750~1000 °C con un aumento casi lineal de la presión interna del magma. las cuales son: Pegmatítica Neumatolítica Durante esta etapa se encuentran las mayores presiones internas del magma dado la concentración de volátiles existentes y se encuentra a una temperatura entre 500 – 750ºC Durante esta subetapa se forman minerales de gran tamaño y rico en volátiles.P. Etapa de Cristalización Residual Se desarrolla entre los 100~750 °C y se encuentran en ella las presiones internas del magma más altas. minerales ferro magnesianos y los minerales de la parte alta de la serie de Bowen (vale decir minerales ferro magnesianos los cuales a su vez están caracterizados por tener un alto peso especifico). lo que determina un incremento sustancial de la presión interna del magma. En la etapa Pegmatítica Neumatolítica se van a formar los yacimientos de minerales industriales. siempre van a estar asociados a rocas Máficas y Ultramáficas. Au y yacimientos de importancia de Fierro y titanio. yacimientos de cuarzo. feldespatos y micas. esto debido a que existen las condiciones de más altas temperaturas y presiones totales.torio y yacimientos menores vetiformes de Cobre. además se van a formar los yacimientos de Níquel. en la forma de Sulfuros y Silicatos por lo general. Uranio.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Durante la Primera Cristalización de un magma silicatado se van a formar los yacimientos de minerales que están caracterizados por un alto peso específico. Wolframio y Antimonio. En la cristalización principal en un magma silicatado “no” se van a forman yacimientos solamente se forman rocas.P. yacimientos vetiformes de cobre y fierro. parte importante de los yacimientos de Plomo.V. se formar todos los yacimientos de Diamantes (todos estos yacimientos se van a formar mediante un magma silicatado en la primera cristalización). tungsteno. Se forman yacimientos epitermales y mesotermales oro y plata. Se forman todos los yacimientos de Estaño y la mayor parte de los yacimientos de Uranio . Fierro y Oro.P. Se forman también yacimientos menores de Cu. Zinc y Oro y además forman todos los yacimientos de yacimientos de Mercurio. Durante la Primera Cristalización se van a formar los yacimientos de Cromo en forma de Cromita. 49 . bajo condiciones especiales. En la Etapa Hidrotermal se forman los yacimientos más importantes de Cobre en Pórfidos Cupríferos y todos los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos (principal fuente de plomo y zinc) que en conjunto representan todos los yacimientos de pórfidos. J. también se formaran todos los yacimientos Platino y Platinoides. en esta etapa. además se forman todos los yacimientos de piedras preciosas con excepción del Diamante. los que se presentan en rocas pegmatitas. V. son de este tipo. un ejemplo de esto es Sudbury. yacimientos de uranio y torio. 50 . en Chile tenemos Candelaria. generando yacimientos de Níquel. estas apatitas son ricas en uranio. torio y tierra raras. Yacimiento Kiruna es el más grande de estos tipos de yacimientos. Durante la subetapa de Pegmatítica neumatolitica se originan yacimiento o cuerpos de magnetita-apatito-actinolita. torio y tierras raras. Subetapa hidrotermal se forman yacimientos de cobre. torio y la principal fuente de elementos de tierras raras (Lantánidos. estas pegmatitas forman yacimientos de fierro. siempre presentan una Cristalización Principal pero esto no significa que va a formar necesariamente magma de mena. yacimientos importantes de uranio. valor altísimo. dióxido de carbono.P. Durante la cristalización principal se forman las rocas intrusivas y extrusivas compuesta en más de un 90% de carbonato y con presencia de minerales de uranio.Magmas de mena Un magma en su evolución no presenta todas las etapas de cristalización pero. Magmas carbonatiticos: en su evolución presentan una etapa de cristalización principal y una etapa hidrotermal. productos.3. una subetapa Pegmatítica neumatolitica y una etapa hidrotermal. En la etapa hidrotermal de este tipo de magma se forman los yacimientos IOCG (mas grande del mundo de este tipo de yacimientos es Olimpic dumme). Magmas de óxidos de fierro: en su evolución presenta una cristalización principal. ambos en la tercera región. todos los yacimiento de fierro que se explotan en la cordillera de la costa y de los andes. Además la formación de estos magmas de mena están condicionado por los ambientes tectónicos de se pueden desarrollar. Los magmas de mena se forman en su mayoría por procesos de inmisibilidad de líquidos a partir de un magma silicatado y esta inmisibilidad está condicionado por la presencia de presiones parciales de: presión parcial de azufre. platino. J. Magma sulfurado: en su evolución solamente presenta cristalización principal originando solo cuerpos masivos de sulfuros. apatita (fosforo). este es un yacimiento con el menor costo de producción del mundo. Las etapas de estos dependen de la presión interna del magma y la temperatura y de la composición original del magma silicatado y a su vez está condicionado por el ambiente tectónico del magma. magmas carbonatiticos se aprovechan todo.P. en Sudáfrica. un ejemplo de esto es la mina Palabora.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 3. Durante la cristalización principal se forman cuerpos macizos de magnetita intrusivos y extrusivos originando yacimiento de fierro que se conocen como tipo Kiruna o yacimiento de magnetita-apatita. y tierras raras. este es un cuerpo con 30 km de largo y existen seis fundiciones más grande que Chuqui. diseminados de cobre los cuales en términos de recursos y leyes son similares a los pórfidos cupríferos. cobre y oro. fosforo y fugacidad del oxigeno. valor según su peso atómico). San Pedro. el más importante es El Laco. en Canadá. Estos magmas de mena por la inmisibilidad del magma silicatado se separa de este y se desarrolla en conjunto a este magma silicatado. se usan en alta tecnologia. Un magma puede tener solamente una etapa ortomagmatica o alguna de ellas. sin embargo. que es un yacimiento de níquel más grande del mundo. Estas rocas constituyen del por si yacimientos de carbonatos (concentración mayor que la calizas). P. Ambientes inestables extensivas oceánicas J. 3. constituyen yacimientos de azufre. además existe yacimientos de cromo. y debido a la cristalización principal se formara la primera corteza y escudos precámbricos.P. todos los diamantes se encuentran en ambientes estables precámbricos.4. Los yacimientos que podemos encontrar aquí son los yacimientos IOCG. se encuentra diamante. segunda región. platino y platinoides.V. yacimientos de fierro (magnetita-apatito). Presenta las siguientes etapas:   1ª Cristalización Cristalización principal Con lo que se presentan magmas sulfurados y magmas de óxidos de fierro. Y el primer volcán del cual se estableció la emisión de estas coladas en el volcán Lastarria en Chile. 51 . se encontraran yacimientos de níquel y todos los yacimientos de níquel del mundo se encuentran en ambientes estables.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Magmas de azufre: en su evolución presentan solamente una cristalización principal en la forma de coladas de lava de azufre.Tipos de ambientes tectónicos y su relación con los tipos de magmas Ambiente tectónico estable En ambientes estables el magma tiene un alto contenido de elementos Ferro magnesianos (Fe y Ni) y bajo contenido de agua y volátiles. plomo y zinc (solo se forma en este ambiente).P. los yacimientos del tipo Pórfido Cupríferos (solo en este J. Se encuentran los siguientes yacimientos de magmas silicatados. por lo que se presentan las siguientes etapas de cristalización:    1ª Cristalización Cristalización principal Subetapa Hidrotermal Posiblemente se encuentren yacimientos en las etapas de la primera cristalización y etapa hidrotermal. se encuentra además yacimientos de cobre y yacimientos de tierras raras. Posiblemente yacimientos IOCG si existe un magma de óxidos de fierro. el magma se origina del manto superior. siendo rico en volátiles. Esta corteza se va desplazando y puede haber corteza oceánica antigua en superficie formando continentes. Ambiente compresivo Ya sea de borde continental o de arco de islas. dado por la etapa hidrotermal. Ambientes inestables extensivas continentales Corresponde a zonas de creación de corteza formada por magma proveniente del manto superior y fusión parcial de corteza continental. formando tanto de un magma silicatado y carbonatiticos. sedimentos con agua y corteza fundida.P. yacimientos de estaño se encuentran solamente en este ambiente. presenta las siguientes etapas de cristalización:   Cristalización Principal Subetapa hidrotermal Se encuentra además magmas de óxidos de fierro y azufre. Yacimientos de uranio primario. Además se encuentra los yacimientos estratos ligados Vulcanogénicos. de cobre. 52 . en que la alta presión de vapor sale a la superficie con carga significativa de metales y luego al ascender disminuye su temperatura y diluye y precipita en forma de metales. Aquí existen recursos importantes pero no son explotables a que no existe la tecnología para trabajar a estas profundidades y no se puede extraer energía.V. presenta las siguientes etapas de cristalización:   Cristalización principal Subetapa Pegmatítica Neumatolítica Y a partir de magmas carbonatiticos. Corresponde a zona de creación de corteza formada por magma cuyo origen es del manto superior por lo que es rico en Ferro magnesianos y agua de mar que se ha filtrado por fracturas abiertas debido a los estados tensiónales. excepto diamante. piedras preciosas. Acá se pueden encontrar yacimientos de minerales industriales. donde lo más seguro que encontremos yacimientos de óxidos de fierro.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 La figura anterior muestra la formación de yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos. En estos ambiens solo actua la presión hidrostática. 53 . 6. yacimientos IOCG. registro hecho satelitalmente. 3.V. (3) Magma por aporte del manto. (1) Magma toleíticos. 3.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 ambiente). dado sus características químicas. corteza oceánica. mercurio. el movimiento de la placa es de 5 centímetros al año. 4. 7. 2. (4) Magma alcalino. sedimentos y magma calcoalcalino. fusión de la corteza continental. Cordillera Meso Oceánica (Isla de Pascua) El Nivel de Mar Fosa Oceánica (Mayor profundidad frente a Tal-Tal 6000mt) Cordillera de la Costa Valle Central Cordillera de los Andes Pampa Argentina J. yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata. 5.P. etc. Rasgos Morfológicos 1. Aplicación a nuestro país. y todos los yacimientos vetiformes de Wolframio. Chile El siguiente diagrama representa las diferentes zonas de formación o destrucción de corteza en un corte transversal del territorio chileno.P. (2) Plano donde se producen los terremotos.5. con lo que podemos encontrar yacimientos epitermales y mesotermales. ubicado en el lado este de la cordillera de la costa (estos se encuentran solo en la cordillera de la costa por ambiente de extensión). Los magmas de óxidos de fierro generaran entonces yacimientos IOCG y yacimientos de fierro. correspondiendo a la zona de subducción. provoca mayores soluciones hidrotermales que en un arco de isla.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Rasgos Tectónicos 1. por lo que la cordillera de la costa no existen ya que están todos erosionados ya que las coladas son frágiles entonces es probable que existieron pero fueron todos erosionados. con lo que en un magma silicatado podemos encontrar yacimientos epitermales y mesotermales de oro y plata. pórfidos cupríferos (Andacollo. además de magmas de óxidos de fierro. Cabe destacar que en Chile nunca ha habido un ambiente estable por lo que se hace imposible que existan diamantes. Lo Aguirre ubicado en la cordillera de la costa son yacimientos estratos ligados vulcanogénicos. un ejemplo son mantos verdes y candelaria. yacimiento del cretácico y actualmente en explotación). ubicado en la cordillera de los Andes. 54 . La corteza continental en la zona de la cordillera de los Andes tiene un espesor de 30 Km. Existen diferencia de todas formas entre los pórfidos cupríferos encontrados en la cordillera de la costa y en la cordillera de los Andes. Aquí existen magmas silicatados por primera cristalización. Yacimiento mantos blancos. este se da solamente en escudos precámbricos. Recordar que en el pasado lo que es ahora la cordillera de la costa era un arco de islas y entre este y lo que es argentina existía un mar marginal. chile fue el principal exportador de mercurio). Los yacimientos que se están formando son los que se realizan en ambientes compresivos continentales. cristalización principal e hidrotermal. en que tienen más recursos y las leyes primarias son de más de 1% en este ultima (cordillera de la costa tiene leyes primarias del orden de 0. Tanto en la cordillera de la costa como en los Andes encontramos yacimientos similares.6%). de pórfidos cupríferos (Andacollo y teniente por ejemplo). También por este ambiente compresivo se generara magmas de azufre.V. Corteza Oceánica con un espesor de 5 Km. Una zona que corresponde al plano de Benioff y corresponde al plano en donde se producen todos los sismos en Chile. Este mismo magma de oxido de fierro generara yacimientos de fierro a lo largo de la falla de Atacama. con lo que estos van hacia la fosa marina con lo que.P. Sobre el manto superior 2. lugar en donde la corteza oceánica se hunde por debajo de la corteza continental. esta diferencia se determina por que hay mayor depositación de sedimentos en los bordes continentales dado por que existe más superficie a erosionar.P. J. Por lo que en la cordillera de la costa existen yacimientos que se formaron en un ambiente compresivo de arco de islas. yacimientos vetiformes de mercurio y wolframio (antes de la Guerra mundial. IOCG. 3. más agua y un mayor volumen de sedimentos que incorpora agua. pórfidos cupríferos se encuentra en la cordillera de los Andes. níquel y cromo. Se hace importante conocer la geología básica. yacimientos platino.P.P. yacimientos de uranio. Dentro del ambiente extensivo oceánica frente a Chile.. platinoides. con lo que hay yacimiento de estaño. ya que esta es primordial para saber el tipo y características de los yacimientos que podemos encontrar dentro de un sector. platinoides y estaños. Zn y yacimientos asociados a estrato ligados vulcanogénicos. fierro y titanio. Au.V. 55 . se pueden encontrar yacimientos de Cu.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 En argentina existe un ambiente extensivo. En Chile no existe la posibilidad de encontrar yacimientos de níquel. Ahora bien se hace obvio que Chile tenga una gran cantidad de pórfidos cupríferos dado el ambiente de arco de islas antiguos que tenía antiguamente y el ambiente compresivo actual. Pb. J. pudiendo ser de dos tipos Hipógena: se produce por soluciones que ascienden del interior de la corteza hacia la superficie y ella tiene lugar al mismo tiempo y por los mismos procesos que dieron lugar al yacimiento.P. además porque es un proceso que en muchos tipos de yacimientos forma parte del modelo de ellos y finalmente afecta a todos los procesos mineros. esta alteración dependiendo de su intensidad puede afectar el comportamiento físico químico de la roca y procesos mineros. Extensión: se refiere a la extensión en términos de área en la cual se extiende la alteración. transformando estos minerales primarios en minerales de alteración o minerales secundarios. ni los procesos mineros. Su intensidad disminuye en profundidad. Esta alteración se produce con posterioridad a la formación del yacimiento con lo que no forma parte del modelo yacimiento. estos son: 1. que se lo imprime la presencia de clorita y epidota. un ejemplo de alteración supérgena corresponde a la meteorización. Supérgena: si se produce por soluciones que descienden desde la superficie al interior de la corteza.V. Origen de la solución. Asociación Mineralógica que lo caracteriza. La alteración se clasifica en cuatro criterios.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 4. (Por Hidrólisis) Cuarzo + Sericita. PROCESOS DE SECUNDARIO ALTERACION HIDROTERMAL Y ENRIQUECIMIENTO La alteración hidrotermal es el proceso el cual reaccionan minerales preexistentes con soluciones acusas calientes. estas son: Nombre: Propilítica Asociación mineralógica: (Por Hidrólisis) Clorita + Epidota. Fílica J. La roca que presenta esta alteración tiene un color blanco. La alteración se expresa en términos de: Intensidad: se refiere al volumen de mineral primario que han sido transformado a minerales de alteración. está determinada fundamentalmente por factores externos que actúan sobre la superficie. por lo que es parte del modelo del yacimiento. La roca que presenta alteración Propilítica está caracterizada por los colores verdes. caracterizado por el cuarzo y la sericita. Esta alteración supérgena. La alteración es un proceso importante ya que modifica las características fisicoquímicas de la roca. y esta alteración no afecta sustancialmente el comportamiento físico químico de las rocas. Esta alteración tiene mayor intensidad con la profundidad. 56 . 2.P. presencia de Sílice en cualquiera de sus formas. debido al aumento del consumo de ácido. Clorítica: (por Hidrólisis). predomina la Actinolita. Esta alteración es muy importante ya que se está asociada a la mineralización de Cu en los Pórfidos Cupríferos. predomina la Albita. Albitización: (por Cambio de Bases).V. Las rocas que presentan esta alteración presentan un color rosado y con presencia de Biotita tienen un color moteado con aspecto de peca. Predomina Epídota Sericítica: Sericita Turmalinica: (por Hidrólisis). ni los procesos mineros. además es importante esta alteración ya que a ellas se le asocia la mineralización de a Cu en los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos. Epidótica: (por Hidrólisis). Esta alteración no afecta el comportamiento fisicomecánico de las rocas ni procesos mineros pero la presencia de carbonatos afecta los procesos de Lixiviación ácida. mientas la Montmorillonita da un color café rojizo. el caolín se presenta en alteración Hipógena. Potásica Sódica 3. mientras la Montmorillonita se presenta en alteración supérgena. Esta alteración no afecta el comportamiento físico mecánico de las rocas. con lo que se hace importante la presencia de estos minerales para lograr determinar el origen de la alteración. Carbonátitica: calcita J. Actinolítica: (por Cambio de Bases).P. Mineral Predominante Silícica: (por Hidrólisis). La alteración arcíllica dependiendo de la intensidad altera el comportamiento fisicomecánico de la roca y los procesos mineros. (Por Cambio de Bases) Se Caracteriza por la presencia de Albita y en el mayor de los casos por carbonatos. (Por Cambio de Bases) Feldespatos Potásicos o Biotita. La presencia del Caolín le da un color blanco a la roca.P. predomina la Turmalina. presencia de Clorita. 57 .GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Arcillica (Por Hidrólisis) Minerales de arcilla (Caolín o Montmorillonita). P. magnesio. Fe)3AlSi3O10(OH)2 + 4H+  Al(Mg. Fe. En todas estas reacciones hay liberación de SiO2. K Sericita Seritización de Albita: Albita Sericita 3NaAlSi3O8 + 2H+ + K+  KAlSi3O10(OH)2 + 3Na+ + 6SiO2 Caolinización de la Albita: Albita Caolín + 2NaAlSi3O8 + 2H + H2O  Al2Si2O5(OH)4 + 2Na+ + 4SiO2 Cloritización de la Biotita 2K(Mg. en esta alteración se produce una remoción de los iones de H+ del fluido y a su vez remoción de cationes de la roca tales como calcio. En todas estas reacción al liberarse sílice determina la presencia de vetas y vetillas de cuarzo. a) Alteración por Hidrólisis. sodio.Fe)2+ + 2K+ +3SiO2 Biotita Clorita El pH de la solución varía de pH ácido a pH básico. con lo que estas vienen de estas reacciones.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 4.Fe)5AlSi3O10(OH)8 + (Mg.V. K Albitización de Anortita Anortita +En sol. b) Alteración por Cambio de Bases. potasio. estos son por hidrólisis o cambio de base. 58 . por el consumo de H+. Procesos Químicos. se produce un intercambio de iones entre los minerales primarios. en este caso no hay una variación del pH de la solución. Seritización de Feldespatos Potásicos: 3KalSi3O8 + H+  KAl3Si3O10(OH)2 + 2K+ + 6SiO2 Feld. Transformación de Albita a Feldespatos Potásicos NaAlSi3O8 + K+  KAlSi3O8 + Na+ Albita Feld.P. + Fase acuosa Albita + CaAl2Si3O8 + 2Na + 4SiO2 (ac)  2NaAlSi3O8 + Ca+ J. de acuerdo al proceso que se atribuye a la alteración. Esta alteración implica un aumento del pH en la fase acuosa. V.Intensidad J. Estos dos conceptos no son proporcionales.  Afecta los procesos mineros (perforación. concentración. En relación a los yacimientos es importante en primer lugar determinar si la alteración es Supérgena o Hipógena. Arcillica. esto debido a que la alteración Hipógena es parte de los modelos del yacimiento mientras la Supérgena no tiene ninguna relación con los yacimientos. La alteración es importante porque:  Modifica el comportamiento fisicomecánico de las rocas. Debido a los puntos anteriores es importante determinar la intensidad y la extensión de la alteración.Mineralogía . Alteración Supérgena  Solo se puede producir por Hidrólisis Alteración Hipógena  se puede producir por hidrólisis o Cambio de Bases La alteración Propilítica. La intensidad de la alteración Supérgena va a disminuir a medida que se profundiza en el área. Extensión: Se define como el área o volumen de las rocas afectadas por la alteración. 59 . Intensidad: Se refiere a la propagación volumétrica de minerales primarios que han sido transformados en minerales de alteración.)  Muchas veces es parte de los modelos del yacimiento. etc. conminución.P. Los criterios para diferencias la alteración Supérgena de la Hipógena son: . filica se produce por la alteración por hidrólisis y la alteración potásica y sódica por cambio de bases.P.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 En estos casos no hay cambio de pH debido a que no interviene el H+. ). Este proceso hace que los yacimientos de cobre chileno sean los de mayor ley en el mundo. Los efectos de este proceso es el cambio fundamental en la mineralogía de mena. que son leyes secundarias. geológicas como mineras del yacimiento y es el responsable de las mayores leyes de los pórfidos chilenos. PROCESO DE OXIDACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO Son los procesos que se producen con posterioridad a la formación de los yacimientos por la acción de soluciones supérgena.V. otro cambio lo constituye la movilización de cationes útiles. el proceso implica transporte de masas. esto determina que ciertos yacimientos puedan tener leyes primarias subeconómicas pero por este proceso sean rentables. lo cual puede llevar a que en ciertos sectores del yacimiento exista un aumento de las leyes por un factor de 10. los yacimientos de Cu. en especial en los Pórfidos ubicados entre la I y II región.P.P. existe un proceso de oxidación y enriquecimiento secundario. Los efectos que tienen en el yacimiento son alteración supérgena por hidrólisis que se puede sobre imponer a una alteración Hipógena (cambio físico mecánico va afectar a los procesos mineros. Los cuales reaccionan tanto con los minerales como con los minerales primarios de la roca. produciendo.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 5. produciendo empobrecimiento y enriquecimiento de leyes. Este proceso produce cambios enormes en las características tanto. J. una alteración supérgena por hidrólisis y transformando la mineralogía de mena en los yacimientos. además el procesos dentro de un yacimiento en explotación produce una seria de problemas mineros. Otro cambio corresponde al peso especifico. lo que implica un cambio significativo de las leyes del yacimiento. etc. vale decir. por lo cual tiene una gran significado en el cálculo de reservas. 60 . En lo que se refiere a lo anterior. fundamentalmente agua lluvias que se infiltran al yacimiento. no dejando volumen del yacimiento expuesto al proceso.) Erosión: Es desfavorable.P.V. 61 .P. Variables Fisicogeológicas Clima: Zonas muy lluviosas son desfavorables debido a que el nivel de aguas subterráneas se encuentra muy cerca de la superficie. Zona Lixiviación = Gossan = Sombrero de fierro. Zona de Cementación = Zona de enriquecimiento secundario = zona sulfuros Supergenos = zona sulfuros secundarios = zona de eriquecimiento supergeno = Zona Supérgena. J. Zona Primaria = Protope = Zona sulfuros primarios = Zona hipogena=zona de sulfuros hipogenos. Las variables que controlan el proceso de oxidación y enriquecimiento secundarios son: 1.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Las leyes por efecto de este proceso se llaman leyes supérgenas o secundarias. (Cordillera de la Costa). permitiendo la migración de iones en solución. (En Chile es favorable entre la I y III Región. estos movimientos se producen durante los terremotos. Movimientos Epeirogenicos: Corresponden a movimientos e ascenso y descenso de la corteza con respecto al nivel de mar. Permeabilidad: Es favorable para el proceso. debido a que remueve volumen del yacimiento. 62 . Variables Química y Fisicoquímicas La serie de Schurmann representa la secuencia de estabilidad de sulfuros de metales pesados y al mismo tiempo el orden de solubilidad relativa de los sulfuros.P. J. Reacciones en la Zona de Oxidación 2FeS2 + 15/2O2 + 4H2O Fe2O3 + 4SO4= + 8H+ Esta reacción es la que inicia el proceso. produciéndose a presión y temperaturas bajas. para la restricción de oxigeno para la reacción y evacuar el aire calentado por la reacción.V. más rápido será la reacción entre ellos.P. liberando calor. 2. Este proceso es muy perjudicial a los procesos mineros. además las reacciones hipógenas modifican el comportamiento fisicomecánico de las rocas. Es una reacción exotérmica. Para que el proceso de enriquecimiento secundarios se afectivo se necesita que exista un balance entre la oxidación y la erosión y un nivel de aguas subterráneas inactivo. 2FeS2 + 7O2 + 2H2O  Fe2+ + 4SO4= + 4H+ 2Fe= + 1/2O2 + 2H+  Fe3+ + H2O 4FeS2 + 12O2 + 10 H2O  4FeO2 + 8SO4= +16H+ 2CuFeS2 + 17/2O2 + 2H2O  Fe2O3 + 2Cu2+ + 4SO4= + 4H+ 2CuFeS2 + 4Fe3+ + 3O2+2H2O5Fe2+ + Cu2+ + 2SO4= + 4H+ Reacciones en la Zona de Enriquecimiento Secundario 5FeS2 +14Cu2+ +14 SO4= +12H2O  7Cu2S + 5Fe2+ + 24H+ +17SO4= En todas estas reacciones se libera ion H+ reaccionando con los minerales de la roca. Los metales que se presentan en solución reemplazan a otro que este más debajo de la serie como. Aumenta afinidad por el S Pa-Hg-Ag-Cu-Bi-Cd-Sb-Pb-Zn-Ni-Co-Fe-As-Ta Aumento de la solubilidad como sulfuró Mientras más separados estén los elementos entre sí. por lo que se debe tener un sistema de ventilación adecuado. en la forma de sulfuró.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 En el Norte de Chile se dan todas las condiciones favorables para las procesos de enriquecimiento secundarios. Es muy importante la presencia de Pirita. adquiriendo la estructura cristalográfica de un plástico. Si en este nivel existe la acción de un esfuerzo con un comportamiento más dúctil abajo y más frágil arriba.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Entonces bajo el nivel de las aguas subterráneas se va a tener un comportamiento fisicomecánico al de las rocas sobre el nivel de las aguas subterráneas. Las variables que controlan el proceso químico y fisicoquímico son:  pH  Eh  Pirita La relación entre Pirita: Sulfuro de Cu debe ser  3. 63 . El S es castigado porque en los procesos de obtención de Fe se trata de eliminar el O de los óxidos de fierro. Por encima del nivel de aguas subterráneas hay una remoción de masa. Yacimientos de Fe afectados por procesos de Oxidación Enriquecimiento Secundario El Precio de un mineral de Fe está determinado por los siguientes factores:  Ley de Fe: Alta Ley > 50% Baja Ley 20% . dejando el oro libre sobre el nivel de las aguas subterráneas. en el caso del proceso de Lixiviación es favorable en Pirita. J.P. se producirá el fenómeno de estallido de roca. destruyendo la estructura cristalina. en cambio el oro contenido en Pirita o Arcenopirita. polimeriza el Fe. los iones SO4= descienden en solución aumentando la masa. la cual emigra hacia abajo el nivel de aguas subterráneas Proceso de Enriquecimiento Secundario para los Yacimientos de Oro En los yacimientos de Oro en Chile.V.P. por lo que la ley de Oro libre y Oro total aumentan. el oxigeno eliminado más el S presente en la mena de Fe se combinan formando SO2. por lo que su valor comercial es nulo. por lo que la ley de Oro libre y Oro total disminuyen. siendo este gas sumamente contaminante. S. además existe una reacción incompleta del oxigeno con el C formando CO. el Oro se encuentra en las siguientes formas: Oro Nativo Cuarzo Cuarzo (Au) Pirita Pirita (Au) Arcenopirita (El Indio)       El Oro contenido en Cuarzo no es recuperable. Alcalis) La presencia de P en la mena de Fe es castigada. debido a que el P en los procesos de Altos Horno. sino el proceso no se realiza. por debajo del nivel de las aguas subterráneas.50%  Tamaño de la Mena (1/2”)  Impurezas (P. se recupera a través de un proceso de tostación. reaccionando el Carbón del gas natural con el Oxigeno del mineral para formar CO2. a su vez si la mena tiene un tamaño mayor a de diseño la reacción es incompleta formando CO. Los altos Hornos han sido diseñados para trabajar con un tamaño de mena de ½”. En la actualidad existen 3 grupos de patentes para este proceso. Las desventajas del proceso son:  Produce en su reacción con el oxigeno NOx el cual es altamente contaminante. se puede obtener fácilmente y a bajo costo. por lo que no combustiona fácilmente con él O. para un tamaño menor la mena se impermeabiliza por lo que el gas no puede reaccionar con toda la mena. en un sistema continuo.  Utilización del N como gas reductor: Las ventajas de este proceso son las siguientes:  Bajo Costo del N. 2. Reducción Directa: Funciona con la mena en estado sólido. esto debido a que posee las siguientes ventajas:  No contamino. Utilización de H como reductor: El H+ + O= se combina para formar H20 en forma de vapor. Alto Horno: Corresponde a un proceso de reducción y fundición por medio del cual se obtiene Fe metálico fundido. En este proceso se utiliza fundentes tales como la Caliza o Cuarzo para de esta forma hacer reaccionar el oxigeno de la Magnetita o de Hemátita con el Carbón Coke para formar CO2.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Existen dos procesos por el cual se puede obtener Fierro metálico. lo cual no es contaminante. sin embargo el uso del H tiene dos inconvenientes:  Alto Costo  El H es altamente inestable (combustible) y reacciona con facilidad con el oxigeno. formado CO el cual es nocivo. forma CO2 como producto. En este proceso no hay formación de escoria por lo que la mena debe estar libre de Alcalis. para realizar una reacción oxido-reducción con el oxigeno presente en la mena.  Es relativamente barato. J. este proceso consiste en hacer pasar un gas altamente reductor por la mena de Fe.P.P. sin necesidad de fusión por lo que necesita menos energía. los reactores han sido diseñados para un tamaño de mena de ½”. Pro este motivo el proceso debe realizar a bajas temperaturas.  No es inestable. el Fe fundido y la escoria.  En este proceso se hace pasar la mena de Fe por un reactor continuo a una temperatura de 300 a 400 °C. 64 . el punto de fusión del Fe es de 1560 °C.V. Al igual que en los Altos Hornos. el cual se lleva a la fundición para la formación de los distintos Aceros. parte de él se pierde por la chimenea y para un tamaño mayor existe una reacción incompleta. pero esto reduce la cinética de la reacción. como producto del reactor sale un Fe metálico muy poroso llamado “Fierro Esponja”. De este proceso se forman dos fases inmisibles. los cuales son: 1. si el tamaño de mena es menor.  Gas natural como reductor: En la actualidad es el proceso que se utiliza industrialmente. los cuales varían según el destino del Pelets.P. si el destino es el Alto Horno. a su vez si el destino es el proceso de Reducción Directa. ya que la Apatita no se transforma ya que se encuentra en su estado más alto de oxidación. Los Feldespatos se van a alterar por Hidrólisis. J. el proceso de Oxidación y Enriquecimiento Secundario influye de la siguiente forma: 2Fe3O4 + ½O2  3Fe2O3 En esta reacción existe una disminución de las leyes de Fe debido a un aumento del volumen de mineral y una disminución de relación Fe:O. Además esta reacción limita la explotación de los yacimientos de Fe hasta el nivel de aguas subterráneas. el cual se le hace pasar por un horno continuo a 600°C. debido a que el S desciende en solución como ion SO4=. se utiliza como aglomerantes Caliza o Cal que además cumplen la función de fundentes en el proceso. Para poder eliminar las impurezas (P. ya que ellos obtienen el gas natural de la Patagonia y de las cañas de azúcar respectivamente. el cual será eliminado en el reactor como CO2. de esta forma el aglomerante reacciona y endurece el Pelets. para ello la mena es mezclada aglomerantes. El porcentaje de P se va a mantener invariable. sin embargo en Argentina y Brasil si. ya que para los Altos Hornos el fundente ya viene con el mineral y homogenizado. por estar inmersos en un ambiente ácido. El Pelets formado se conoce con el nombre de “Pelets Verde”.P. S. En Chile los yacimientos de Fe contienen los siguientes minerales:  Magnetita  Apatito  Pirita  Cuarzo  Actinolita  Feldespatos Para los yacimientos de Fe. posteriormente se lleva la mena de Fe refinada a un proceso de aglomeración para darle la forma de una bola de ½”. Chile. el aglomerante utilizado es de tipo orgánico.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 En Chile no existen plantas para obtención de Fe metálico.V. 2FeS2 + 7O2 + 2H2O  Fe2+ + 4SO4= + 4H+ 2Fe= + 1/2O2 + 2H+  Fe3+ + H2O 2Fe3+ + 3O2  2Fe2O3 Bajo esta reacción existe un aumento de las leyes de Fe. el cual se realiza en Huasco. Si) de la mena de Fe se muele la mena bajo #300 y se lleva a un proceso de concentración magnética para eliminar todas las impurezas. 65 . El producto final se conoce como “Pelets Cocido” el cual tiene un valor comercial mayor. el cual se transforma de Pirita a Hematita. Para solucionar el problema de las impurezas se ha diseñado el proceso de Peletización. disminuyendo el porcentaje de Azufre en la mena. gracias a la transformación de la Pirita. 7 1985 55.8 30.7 5.3 2.3 1984 20.8 Minería/Chile% 2. siendo de esto el consumo del Cobre el 41%.2 13.4 5.2 7.6 8.9 6.1 3.V.643 81.0 2.0 5. Niveles de empleo en Minería y en Chile Año 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 Minería x103 74.P.5 5.P.6 7.4 8.8 1988 21.8 1986 20.5 1987 20.010.586 69.7 32.123 68. si además de la energía eléctrica se suma el consumo de combustible.0 3537.6 5. sólo la minería del Cobre.5 11.8 8.8 4.8 8.8 PGB de actividades productivas Sector Manufacturera Agropecuaria Minería Telecosiones.257.7 J.398 78.1 3.5 1986 49. como lo demuestran las siguientes tablas.7 6.7 4.7 5. Construcción Energía Si consideramos toda la energía eléctrica que genera el país.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 6.8 8.3 8.2 1989 55.270.8 34.0 12.1 2.3 1987 49.7 1989 21.895.1 1985 20.9 2.2 2. 66 . la minería en Chile consume 60% de la energía. consumen aproximadamente el 48%.4 5.2 2.2 5.0 1.1 2. Salitre y Hierro. MINERIA CHILENA Analizando la importancia de la minería en Chile bajo un punto de vista macroeconómico.7 5.6 6.7 8.2 1988 54.185 76.943.999 76.1 8.8 16.6 32.3 2.9 34.3 8.7 13.8 3. Divisas Sector Minería Industria Forestales 1984 53.321 64.286.7 7. se puede decir que esta es solamente importante desde un punto de vista de ingreso de Divisas para el país.215.9 33.4 15.521 Chile x103 3.4 3.570 74.265. La producción de Oro de Chile.788 92 85 78 78 1986 1.P. además se produce más Plata que Oro. si bien Chile es 10° en producción. 67 .000.000 8.379.189. se procederá a analizar cada uno de ellos. Fierro. J. 7 millones se exportan y el resto (1 millón) se dirige al consumo interno (Fundición de Huachipato).522 7. sino que el Fierro.078. Plomo y Zinc.865 36 960 15 465 30 63 1997 3.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Exportaciones USDx106 Mineral Cobre Hierro Salitre y Yodo Oro y Plata Otros 1984 1.V. la producción de Oro de Sudáfrica en un año es igual a toda la producción de Oro de Chile en su Historia. no es el Cu. la mitad de la producción de Plata en Chile viene de La Coipa. Determinada la importancia de los diversos minerales en Chile. se exportan Cobre. en orden de importancia. Molibdeno. Oro.016 33 970 14 344 29 63 1994 2. con mayor detalle. con la excepción del Manganeso que se consume íntegramente en el mercado local. lo que más se produce en Chile. Plata. no es significante.643.547 8.234 101 99 80 89 1988 3.000. de las 8 millones de Ton. él cual es el yacimiento de Plata más grande del Mundo y de Oro en Chile.000 50 950 16 400 30 63 En términos de tonelaje de producción. Producción (Ton.757 88 92 67 90 1987 2. De todos los productos que produce Chile. siendo este la base sobre el cual se realiza el presupuesto de la nación. Del Fe.P.603 110 74 81 86 1985 1.) Mineral Cobre Hierro Oro Plata Molibdeno Plomo Zinc Manganeso 1993 2.416 110 121 83 118 Individualmente el Cobre entrega la mayor cantidad de divisas. Dentro de este tipo de yacimientos. Au: Estos yacimientos son nuevos en Chile. Vetas o Diseminado. además puede tener como subproducto Molibdeno. La mineralización se presenta en una Brecha Hidrotermal y en parte Diseminado.  Cu. (Ag): En estos yacimientos la presencia de Oro no es definitiva. 68 . el Cobre tiene una importancia relativa. con una ley de Fe del 20%. Este tipo de yacimientos son los segundos en orden de importancia en el mundo. normalmente son parte del modelos de un Pórfido Cupríferos. Yacimientos Exóticos: Corresponde a yacimientos de minerales oxidados de Cu y principalmente Silicatos de Cu que se presentan en Brechas de Escombro de Falda semiconsolidados. de bajas leyes primarias (0. 3. Estratolígados Vulcanogénicos: Yacimientos de súlfuro de Cu. 2. 6. en la zona de la Falla de Atacama asociada a yacimientos de Fe.0%). y la mena se presenta en forma vetillas o diseminado. pero de bajos recursos.P. con leyes que pueden llegar al 3%. Oro. en cuanto a su descubrimiento. para el Cobre  Cu. Cu.V. J. Zn: están asociados a niveles estratolígados submarinos.. con súlfuros de Cobre con leyes primarias del orden de 1. Plata y están asociados a rocas ígneas Porfídicas. existen dos grupos que se identifican según mineralogía y proceso de formación del yacimiento. dimensiones medias y recursos del orden de 10. dependiendo de la relación de su existencia en el yacimiento con los demás minerales. Son yacimientos e súlfuros de Cu con leyes de superiores al 1. puede existir como no. Chimeneas de Brecha o Pipas de Brecha: Corresponden a cuerpos cilíndricos de súlfuros de Cobre con Molibdeno en alta ley.000 millones de Ton.5%.5%. Ambos son yacimientos de relativamente alta ley de súlfuros. Los yacimientos de Cobre solamente se encuentran en la Cordillera de la Costa y la mayoría de ellos fueron explotados en el pasado y en la actualidad han sido abandonados. Yacimientos de Fe. llegando al 2%.5 a 1. Renio. Estos yacimientos tienen recurso variables y se han formado por lixiviación de Pórfidos Cupríferos preexistentes. tiene recurso del orden de las decenas de millones de Ton. las leyes de Cobre son del orden del 1%.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Minería del Cobre en Chile 1. Los yacimientos de Oro con Cobre como coproducto se ubican en la Cordillera de los Andes y ellos son explotados solamente por los contenidos de Oro. 7. la mineralización se presenta en forma de Bolsones. poseen leyes de Cobre primarias del orden del 1. Pb. 4. Se encuentran en la cordillera de la costa. se encuentra en brechas cuya matriz es rica en Hematita.5% y recursos de unos pocos miles hasta más de 50 millones de Ton. Yacimientos tipo Vetas: En Chile existen dos tipos de yacimientos tipo veta: vetas de Cobre y vetas de Oro con Cobre como subproducto.P. Yacimientos Skarn: Yacimientos que se encuentran asociados a Calizas que han sido afectados por metamorfismo de contacto. Pórfidos Cupríferos: Es un yacimiento de súlfuro de Cu de grandes dimensiones (100 a varios miles de Millones de Ton) en la forma de Stockwork. Mantos.000 100. el cual en la mayoría de los casos está bajo el millón de Ton. Los recursos de estos yacimientos va desde algunos miles de Ton hasta más de 300 millones de Ton. 5. contenidos variables de Oro. Yacimientos Sedimentarios de Cu: Estos yacimientos son importantes en el mundo (Zaire). este yacimiento bajo el punto de vista económico es subeconómico por su bajo tonelaje. Sobre la base de los resultados de la exploración de los Pórfidos Cupríferos se puede decir que los Pórfidos se encuentran ubicados en todos los continentes.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 8. Los Pórfidos Cupríferos que se conocían hasta ese momento en Chile eran Chuquicamata. presentan variación composicional dentro del mismo intrusivo. En consecuencia hubo dos acciones. los que representan el 25% de los recursos de Cu en el mundo. Los resultados de esta búsqueda fueron latamente positivos. se encuentran en Areniscas o Lutitas. equivalente a un precio de US$ 3 la libra. vale decir. El Salvador y el Teniente.V. Esta situación llevó a una gran crisis debido a que la cantidad de recursos de Cu conocidos no eran suficientes para abastecer las demandas de Cobre en el mundo. La mena de los Pórfidos se presenta intrusivos. en zonas compresivas de subducción de Arco de Isla o de Borde Continental modernas o antiguas. y la edad de los yacimientos va desde prácticamente el Cuaternario al Paleozoico. 69 . como consecuencia de esto el precio del Cobre a comienzos de los 70´alcanso los mayores precios llevados a moneda actual. Todos estos son los yacimientos de Cobre que existen en Chile. Pórfidos Cupríferos Hasta fines de la década de los 70´ los únicos Pórfidos Cupríferos que se conocían en el mundo se ubicaban en el NW de los EE. de tal forma que para el año 1976 ya se conocían nuevos Pórfidos y no sólo en zonas de borde continental. La exploración de nuevos recursos de Cobre se basó fundamentalmente en la Hipótesis de que estos yacimientos se encuentran asociados a zonas de compresión tectónica. el cual se encuentra en la II Región cerca de San Pedro de Atacama.P. La variación composicional dentro del Stock está J. En Chile sólo se conoce un yacimiento de este tipo “San Bartolo”.P. y en Chile. Los intrusivos que contienen los Pórfidos Cupríferos caven dentro de la categoría de Stock.UU. en zonas de borde continental y arco de isla. La composición Petrográfica de los intrusivos varía desde el Granito a Dioríta y de Monzonita Cuarcífera a Granodiorita. El resultado de este periodo fue el aumento de los recurso conocidos de Cobre y la baja del precio sobre todo a principio de la década de los 80´. En la mayoría de las ocasiones estos Stock son compuestos. además se descubrieron los yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos que no eran conocidos hasta ese momento. En relación con los Pórfidos Cupríferos analizaremos algunas consideraciones previas en cuanto al porqué los Pórfidos tienen una forma determinada. la búsqueda de nuevos yacimientos y la búsqueda de substitutos. ahora los más importantes son los Pórfidos Cupríferos y yacimientos Estratolígados Vulcanogénicos tipo manto y en los últimos años han empezado a adquirir importancia los yacimientos de Cobre Oro y tienen una relativa importancia los yacimientos Exóticos. Corresponde a yacimientos de Cu nativo y óxidos de Cu. aunque en la mayoría de los casos algo de mineralización se encuentra en las rocas intrusivas. composición mineralógica y alteración. En la mayoría de los casos la mena.P. la presencia de estos minerales es importante debido a que aportan Arsénico. siendo la Pirita el Súlfuro más abundante. Además posee una raíz central en el cuerpo intrusivo de Cuarzo. elemento que es castigado en un concentrado de Cobre. Sericita. sigue en orden de abundancia la Calcopirita y por lo tanto el súlfuro de Cobre más importante. y una raíz lateral con la presencia de Clorita. Clorita y Feldespatos Potásicos. la Bornita se presenta en menor cantidad y normalmente aparece entrecrecida con la Calcopirita.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 comprendida entre una Dioríta Cuarcífera. existen también cantidades menores de Oro y Plata. Sericita. la mayor parte de la mena se presente en la roca intrusiva. Tenentita y Arsenopirita. Monzonita Cuarcífera y Granodiorita. Además el Stock presenta variaciones texturales y una de las características más sobresalientes es que al menos uno de sus miembros tiene textura Porfírica. De aquí que existe una fuere tendencia a que los yacimientos tengan una fuente tendencia a presentar una distribución circular concéntrica ya sea vertical u horizontalmente de las leyes. Esta alteración afecta tanto a la roca intrusiva que contiene la mena como a la roca inmediatamente la rodea. Además a distancias mayores del cuerpo central de Cu-Mo. Los Siguientes diagramas representan secciones verticales de los Pórfidos Cupríferos.V. Composición de la Alteración Una intensa alteración Hidrotermal es una de las características más sobresalientes de estos yacimientos. Comúnmente existe una zonación concéntrica de los minerales de la mena. Arcillica. 70 . Zn. Pb. estos son la mineralogía de la mena propiamente tal y de la alteración de la roca que siempre acompaña a los Pórfidos Cupríferos. Enargita. Estos cuerpos vetiformes que se presentan en la periferia se han formado por relleno de fracturas y en parte también por reemplazo. En algunos yacimientos aparece Esfarelita (ZnS) y Galena (PbS) en cantidades significantes y junto con ellos cantidades menores de Tetrahedrita. además comúnmente aparece conteniendo Renio. Au y Ag. Cacosina y en menor proporción Covelina. el cual también se considera como subproducto. La mena se presenta en la parte superior del intrusivo y los súlfuros que la componen ocurren como diseminados y como constituyentes de pequeñas vetillas (Diaclasas) generadas por el fracturamiento del intrusivo.P. suelen presentarse como constituyentes menores de Súlfuros Primarios. formando el núcleo central del yacimiento. Epídota y Magnetita. Fílica y Potásica. Monzonita. sin embargo estos últimos se presentan como producto de enriquecimientos secundario. Composición de la Mena La asociación de minerales de mena en un Pórfido Cuprífero es simple. desde los 300 m a 3 Km existe una zona de yacimientos vetiformes de Cu. En un Pórfido Cuprífero existen dos aspectos composicionales fundamentales. La alteración Hidrotermal que presenta un Pórfido Cuprífero está representado por una alteración Propilítica. J. las cuales presentan una distribución zonal concéntrica. La Molibdenita es un constituyente menor común en los Pórfidos Cupríferos. le sigue una alteración Fílica de Cuarzo. Epídota. en la Alteración Arcillica y Fílica con las zonas de mayor Ley y además en la las Alteraciones Arcillica y Propilítica con un contenido de Pirita menor al 2%. y rodeando todas las anteriores hay una alteración Propilítica de Clorita. Sericita y Pirita. Sericita. Núcleo Central está Diseminado en igual proporción que Microvetillas. Raíz Lateral se encuentra Diseminada y en Vetillas.P. Zn. carbonatos y Adularia. en la periferia del cuerpo vetas de Au. rodeando lo anterior existe un núcleo central de alteración Potásica caracterizada por Cuarzo. (III) J. Epídota. Pb. además existe una raíz lateral caracterizada por Clorita. Señala la textura que presenta la mineralogía. Ag. la raíz central con Magnetita en mayor proporción que Pirita y Calcopirita.P. 71 . en los márgenes del núcleo central existe una alteración Arcillica de Cuarzo Clorita y Caolinita. Sericita.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 (I) Muestra la relación de la alteración. Alteración Potásica con un núcleo central de baja Ley. Cu. la Raíz Central es Diseminada.V. Albita. Magnetita. Raíz Lateral con Magnetita en mayor cantidad que Pirita. él se puede apreciar una raíz central Cuarzo Sericita. (II) En este diagrama se ha sobrepuesto la distribución de la mena. 4 Millones de años en el yacimiento Mocha en la I Región a 4. y Pórfidos Monzoníticos. el único yacimiento de interés económico conocido es Andacollo en la IV Región el cual tiene una edad de 90 Millones de año. Existe una intensa Alteración Hidrotermal que afecta a las rocas intrusivas. Pórfidos Granodioríticos. Pórfidos Tonalíticos.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 Las características de los Pórfidos Chilenos pueden resumirse en los siguientes puntos: 1. además se encuentran intruyendo roca volcánica con la excepción de Chuquicamata. Todos se presentan en la forma de Stockwork.P. en que las edades fluctúan entre los 56. estos yacimientos son de edad Cretácica. además los yacimientos que se encuentran entre la I y III Región están asociados a una megafalla de carácter regional conocida como falla de Domeyko. esta alteración no es tan J. 4. sólo en uno de los yacimientos (El Teniente). 2. 72 . uno en la Cordillera de los Andes o Franja Andina. a los cuerpos de mena y a las roca adyacentes. Los yacimientos chilenos están asociados con cuerpo intrusivos del tipo Stock y específicamente al miembro Porfírico del Stock cuya composición petrográfica corresponde a Pórfidos Dioríticos. En Chile existen dos franjas de Pórfidos Cupríferos.3 Millones de años en El Teniente ubicado en la VI Región. 3. la cual en Chuquicamata se conoce como Falla Oeste. la edad de los yacimientos en la Franja Andina disminuyen de Norte a Sur.P. La segunda franja de Pórfidos se ubica en la Cordillera de la Costa y se conoce como Franja Pacífica.V. presentan impurezas de Fósforo. sólo uno (Andacollo) Presenta una distribución Figura (b). debajo de esta zona lixiviada se encuentra una zona enriquecida principalmente con óxidos de Cobre tales como Anclerita. El mineral más importante de cobre es la Calcopirita. mientras los yacimientos de la Franja Andina las leyes primarias son semejantes al 1%. b) Yacimientos de Fe asociados a rocas y procesos sedimentarios. En superficie los yacimientos de la Franja Andina presentan una distribución de alteración como el de la figura (a).5% al 0. Minería del Fierro en Chile En el mundo existen dos grupos de yacimientos de Fe. Estos yacimientos. La mayoría de los Pórfidos Cupríferos presentan una estrecha relación de tipo espacial con Pipas de Brecha. además existe un contenido relativo mayor de Oro que en la Franja Andina.V. no presentan impurezas de Azufre ni Fósforo. asociados a rocas volcánicas terciarias.P. en todos los yacimientos esta alteración tiene una distribución zonal concéntrica. de las cuales la Turmalina es abundante en su matriz. 73 . 6. Alcalis.6% (Andacollo). En Chile existen los dos tipos de yacimientos. Azufre. 8. mientras los yacimientos de la Franja Pacífica muestran en superficie una distribución de la figura (c). Estos yacimientos son los de más altas leyes. en el caso de Chuquicamata esta relación no se presenta. Los yacimientos de la I al III Región presentan una parte superior lixiviada que va de unos pocos metros a más de 100 metros de espesor. se pueden dividir en dos grupos: a) Yacimientos de la Cordillera de Los Andes. sin embargo los recursos y toda la producción histórica y actual proviene de yacimientos asociados a rocas y procesos ígneos. lo sige la Bornita y Calcosina primarias. Estos yacimientos son los que aportan la mayor cantidad de recursos y producción de Fe. En todos los Pórfidos Cupríferos chilenos los minerales de Cobre se presentan en una mayor parte rellenando vetillas en zonas que han sido intensamente fracturados y además en forma diseminada. 9. 7. los pórfidos de la Franja Andina presentan Molibdenita como mineral se importancia secundaria y también se presenta Enargita que es el mineral que aporta las impurezas de Arsénico. esta zona grada en profundidad a la zona primaria en la que se encuentra Pirita y Calcopirita.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 intensa en el cuerpo de mena mismo. Los Pórfidos de la Franja Pacífica presentan leyes primarias del orden del 0.P. debajo de la zona de óxidos se encuentra una zona de súlfuros supérgenos que posee Calcopirita y Covelina secundarias asociadas con Pirita y Calcopirita primarias. 5. En los yacimientos de la Franja Pacífica no existe Molibdeno y la principal impureza es el Mercurio. Brochantita y Atacamita. J. los cuales son: a) Yacimientos de Fe asociados a rocas y procesos ígneos. en Chile. m. En torno a los cuerpos de Fe existe una intensa alteración hidrotermal. a una altura de 4300 y 5470 m. Las rocas que se encuentran en esta franja corresponden a rocas volcánicas y volcanoplásticas. Allí existen 4 yacimientos de mediano tamaño y de alta ley.P. J.000 Ton al año. los cuales son:    El Laco (II Región) Incahuasi (II Región) Magnetita Pedernales (III Reión) El Laco Corresponde a un conjunto de yacimientos los cuales están ubicados en la II Región de Chile a 450 Km. La Ganga está formada por Apatita. entre los Paralelos 76° y 32° Latitud Sur. Piroxeno.V. La Magnetita posee altos contenidos de Vanadio y las Apatitas tienen altos contenidos de Tierras Raras además de contenido de Uranio.n.GEOLOGÍA ECONÓMICA DE MINAS SEGUNDO SEMESTRE AÑO 2009 b) Yacimientos de la Cordillera de La Costa. asociados a rocas ígneas intrusivas y volcánicas del cretáceo.P. y con un ancho de franja de 30 km.s. La producción actual viene del Laco Sur y es del orden de 50. las cuales son intruidas por cuerpos plutónicos también del Cretáceo. con leyes promedio del 60% de Fe. 74 . Los recursos totales de los yacimientos son del orden de 500 millones. De largo en dirección Norte Sur. la producción se envía por ferrocarril a la provincia de Sapla en Argentina. los cuales son:     Laco Sur Laco Norte San Vicente Alto San Vicente Bajo Estos yacimientos se presentan como coladas de lavas y cuerpos intrusivos de minerales de Fe. Refiriendose a los yacimientos de la Cordillera de Los Andes. Aproximadamente. del límite con Argentina. fundamentalmente del tipo sílico-arcíllica con cierta evidencia de mineralización de Oro. Sílice en distintas formas y feldespatos. algunas Calizas Marinas (Todas del Cretáceo). en la actualidad existen tres yacimientos conocidos. El mineral de mena es Magnetita con Hematita secundaria como producto de oxidación. de la ciudad de Antofagasta y 30 Km. Los yacimientos del Laco se presentan como cuerpos extrusivos e intrusivos en torno a un cono volcánico y dentro de un área de 5 a 7 km. Yacimientos de la Cordillera de la Costa Se distribuyen en una franja de 600 Km.