depósitos de skarn1

5/21/2018 Depsitos de Skarn1

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YACIMIENTOS MINERALES

TIPO SKARN

MINAS DE CALA (HUELVA)-ESPAA

UNIVERSIDAD DE GRANADAFACULTAD DE CIENCIAS LDO. GEOLOGIA

AMPLIACIN DE YACIMIENTOS MINERALES

Mario Lorente Poyatos 2012/2013


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DEPSITOS DE SKARN

Voy a exponer los fundamentos de los depsitos tipo skarn, como Geologa,

Mineraloga ( Caract. Texturales, Comp.Qumica y Asociaciones Minerales) y Origen

de los yacimientos, as como un ejemplo de un Skarn Clcico en Minas de

Cala(Huelva).

INTRODUCCION

El trmino skarn fue introducido por petrlogos metamrficos suecos para designarrocas metamrficas regionales o de contacto constituidas por silicatos de Ca, Mg y Fe

derivados de un protolito de calizas y dolomitas en las cuales se ha introducido

metasomticamente grandes cantidades de Si, Al, Fe y Mg.

De modo que se entiende por skarn rocas que contienen minerales calcosilicatados,

tales como por ejemplo: dipsido, wollastonita, granate andradita y actinolita. Estascomnmente ocurren en aureolas metamrficas de contacto en torno a plutones que

intruyen secuencias calcreas, segn muestra lafigura 1.

A este tipo de rocas metamrficas se asocia un variado grupo de depsitos minerales

extremadamente irregulares, los que pueden formar lenguas de mena que se

extienden a lo largo de cualquier estructura planar (estratificacin, diaclasas, fallas,

etc.) y su distribucin dentro de la aureola de contacto de un intrusivo es a menudo

caprichosa. Los cuerpos de mena pueden terminar abruptamente con cambios en la

estructura.

El metamorfismo de contacto afecta a las rocas de

caja, pero es frecuente que la intrusin tambin

sufra efectos metasomticos. Esto resulta en una

zonacin de endoskarn (minerales calcosilicatadosdentro del intrusivo) y exoskarn (skarn en las rocascalcreas).

El endoskarn ocurre principalmente en la periferia de

los plutones intrusivos donde el flujo de fluidos fuehacia adentro del plutn o paralelo al contacto de

ste, pero usualmente estn ausentes en las cpulas

Figura 1: Yacimiento tipo Skarn. de intrusiones con mineralizacin de tipo prfido

debido a que domina el flujo ascendente de los fluidos provenientes del plutn.

CONTEXTO GEOLOGICO

Los yacimientos tipo Skarn, suelen estar ligados a rocas intrusivas de composicin

cida e intermedia (granitos, granodiorita,) relacionadas con un magmatismo de arcoisla o con arcos magmticos continentales, segn muestra lafigura 7.


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Sin embargo, el trmino SKARN es ampliamente utilizado y es adecuado para referirse

a este tipo de depsitos relacionados a aureolas de contacto de intrusiones dentro de

secuencias calcreas (calizas, dolomitas).

Estas ltimas rocas formadas por calcita o dolomita (CaCO3 y CaMg(CO3)2) se

convierten en mrmoles, rocas crneas calcosilicatadas (hornfels) y/o skarns por el

efecto del metamorfismo de contacto

A este tipo de rocas metamrficas se asocia un variado grupo de depsitos minerales

extremadamente irregulares, los que pueden formar lenguas de mena que se

extienden a lo largo de cualquier estructura planar (estratificacin, diaclasas, fallas,

etc.), segn muestra lafigura 2.

Figura 2: Mineralizaciones alrededor del intrusivo y depositadas en las estructuras planares de los

carbonatos

El metamorfismo de contacto afecta a las rocas de caja, pero es frecuente que la

intrusin tambin sufra efectos metasomticos.

MINERALOGA Y COMPOSICIN QUMICA

Los minerales, ms importantes, que forman menas son: Magnetita, Hematites,

Scheelita, Casiterita, Calcopirita, Galena, Esfalerita.

Los minerales calcosilicatados, dipsido (clinopiroxeno), andradita (granate clcico) y

wollastonita (piroxenoide) son los dominantes en skarn mineralizados e indican, junto

con otras evidencias, que el rango de formacin de skarn es en general de 400-600C.

Aunque los skarn de Zn-Pb se forman a temperaturas ms bajas, en trminos generales

en el proceso de formacin de skarn estn involucradas altas temperaturas. La presines variable y estos depsitos se forman de 1 a varios Km de profundidad.


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Aunque existen ricos yacimientos de tipo skarn, la mayora de los skarns no contienen

mineralizacin econmica. Las secuencias de rocas calcreas o dolomticas impuras

originan rocas crneas calcosilicatadas o skarnoides, las que pueden distinguirse por

sus relaciones de terreno, excepto cuando hay reaccin entre capas de silicatos y de

carbonatos de secuencias sedimentarias (skarn de reaccin).

Las caractersticas especficas de cada skarn, van a estar condicionadas por: la

naturaleza de la roca de caja (no todas igual de reactivas), la naturaleza de los fluidos

hidrotermales liberados por el magma, las condiciones fsico-qumicas y temperatura,

dando lugar a una zonacin del skarn, segn muestra la figura 3. y su posterior

clasificacin.

Las transformaciones que tienen lugar, son bsicamente de dos tipos: recristalizacin

y reparto de componentes; y adicin y sustraccin de material. Estas transformaciones

pueden afectar tanto a la roca de caja (exoskarn) como a la propia roca gnea intrusiva

(endoskarn).

El exoskarn se clasifica en varios tipos,

atendiendo a su composicin qumica y

mineralgica:

Skarn Clcico (en calizas): predominan los

silicatos de Ca y Fe: grosularia y

andradita(granates), dipsido-hedenbergita(piroxeno), anfboles clcicos, escapolita,

epidota.

Skarn Magnesiano (en dolomas): piroxenos,

anfboles, olivino, serpentina, biotita, etc.

Skarn Silicatado (en basaltos).

Figura 3:Zonacin de los skarn, en funcin factores litolgicos, magmticos, condiciones fsico-qumicas

y temperatura.

CARACTERSTICAS TEXTURALES

Las caractersticas texturales, de los depsitos de Skarn, son: tamao de grano grueso

(mm a cm); texturas granoblsticas, porfdicas o poikiloblstica; la estructura suele ser

masiva o bandeada; abundan las pseudomorfosis (reeplazamiento de un mineral por

otro); cambio de las asociaciones minerales en el espacio y en el tiempo, lo que

produce una zonacin paralela al contacto entre las rocas; en el paso desde la roca

gnea a la roca encajante, se produce una disminucin del contenido de slice y almina


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y un incremento de Ca, Mg y Fe; pudiendo apreciar en la figura 4, algunas

caractersticas texturales, al microscopio ptico de los yacimientos tipo skarn.

Figura 4:Vista microscpica de una muestra de un yacimiento tipo skarn.

ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS TIPO SKARN

Las menas, generalmente muestran una distribucin muy heterognea muchas veces

asociado a fracturas como fallas y diaclasas. La temperatura de gnesis puede llegar a

los 800C, pero en la mayora se mueve entre 400C hasta 500C. La metamorfosis

forma algunos minerales especficos como wolastonita, dipsido, tremolita, actinolita y

granates.

La formacin de depsitos de tipo skarn involucra esencialmente tres etapas:

1) Metamorfismo isoqumico:

Recristalizacin metamrfica y cambios mineralgicos reflejando el protolito y

circulacin de fluidos a alta temperatura formando minerales calcosilicatados. Incluye

adems el desarrollo de: mrmol, rocas crneas, cuarcitas, skarn de reaccin,

skarnoides, talco y wollastonita hacia la periferia.

2) Etapas mltiples de metasomatismo:

Cristalizacin del magma y liberacin de una fase fluida produciendo skarn

metasomtico. Se forman principalmente minerales anhidros por accin de fluidos dederivacin magmtica a temperaturas de 400-800C. Usualmente en esta etapa

ocurre o comienza la mineralizacin.

3) Alteracin retrgrada:

Enfriamiento del plutn y circulacin de aguas de temperatura ms baja, posiblemente

metericas, oxigenadas, causando alteracin retrgrada de los minerales

calcosilicatados metamrficos y metasomticos.

En esta etapa se forman nuevos minerales hidratados de temperatura ms baja, apartir de los minerales anhidros formados previamente. Incluyen: epidota, actinolita,


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clorita y otras fases minerales hidratadas, tpicamente con control estructural y

sobreimpuestos a la secuencia de progrado (fallas, contactos estratigrficos o

intrusivos). En algunos casos la mineralizacin se extiende tambin a esta etapa de

retrogrado.

Cabe destacar que el desarrollo de skarn depende de la profundidad de formacin. A

niveles ms someros el skarn metasomtico tiene amplia extensin lateral pudiendo

sobrepasar la aureola metamrfica, mientras en profundidad es relativamente

pequeo comparado con la aureola de metamorfismo.

Por su parte, la alteracin retrgrada es ms extensa a niveles ms someros (ya sea un

skarn ms somero o partes superiores de un sistema de tipo skarn), puesto que est

controlada por la circulacin de fluidos y la participacin de aguas metericas en la

fase tarda del sistema.

ASOCIACIONES MINERALES

Los tipos de metales asociados a skarns, dependen principalmente de la fuente de los

magmas y del marco tectnico de la regin. Por su parte, los factores relevantes que

controlan la evolucin hidrotermal de los sistemas de tipo skarn son:

- Presin (profundidad de formacin)

- Estado de oxidacin del magma (fugacidad de oxgeno)

- Grado de diferenciacin del magma (cristalizacin fraccionada)

- Tiempo de separacin del fluido (fase voltil del magma respecto a la cristalizacin

del plutn)

Los depsitos minerales de tipo Skarn son yacimientos de reemplazo metasomtico

caracterizados por la presencia de minerales calcosilicatados fanerticos de grano

grueso, de Ca, Fe, Mg y Mn.

Reemplazan selectivamente a rocas carbonatadas y pueden asociarse con

mineralizacin metlica de W, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe-Ca y menor Au-Ag, segn muestra la

figura 6.


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Alteracin del tipo reemplazo selectivo por minerales calcosilicatados (ej. piroxenos

dipsido, espinela, hedenbergita, johansenita, wollastonita; granates andradita,

grossularita, almandinoespesartina, segn muestra lafigura 5.

Figura 5:Tringulos de equilibrio de la composicin de Granates y Piroxenos.

La mineraloga de alteracin aparece tpicamente zonada, existiendo casi siempre una

superposicin de alteracin prograda por minerales de alteracin retrograda.

Los minerales tpicos de alteracin

tipo skarn aparecen en Meinert

(1993), segn muestra la figura 6,

ilustrando la relacin entre lacomposicin deintrusiones gneas y

el metal dominante en varios tipos

dedepsitos de tiposkarn.

Figura 6:Relacin entre composicin de intrusiones gneas y el metal dominante en varios tipos de

depsitos tipo skarn.


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Los depsitos de tipo Skarn son variados, comprendiendo quizs la mayor familia de

tipos de depsitos, pudiendo subclasificarse estos de diversas formas.

La subclasificacin ms usada es por mena, reconocindose entre otros, skarn de Sn,

skarn de W, skarn de Cu y skarns de Zn- Pb.

Skarn de Sn

Estos yacimientos ocurren asociados a granitos tpicamente alcalinos (tipo "S") en

ambientes intrusivos intracontinentales (ej. Bolivia). Se les asocia mineralizacin de Sn

conjuntamente con trazas de F, Rb, Li, Be, W y Mo.

Estos yacimientos poseen bajos contenidos de sulfuros y altos contenidos de xidos en

la mena. Estos yacimientos son de pequeo volumen y baja ley, mximo 30 Mt con 0.1

0.4% Sn. Son de escasa o nula importancia econmica.

Skarn de W

Estos yacimientos ocurren en ambientes de margen continental, relacionados a

magmas de subduccin calcoalcalinos del tipo "I" de composicin granodiortica y

cuarzomonzontica, emplazados en secuencias de rocas calcreaslutticas.

Los minerales calcosilicatados tpicos son granates, piroxenos, scheelita y wollastonita.

Estos minerales son los de mayor temperatura dentro de los minerales de skarn.

La alteracin tipo skarn ocurre en el contacto inmediato entre el intrusivo y la roca

husped calcrea, tanto a nivel de exoskarn como endoskarn.

En general estos yacimientos estn asociados a intrusivos relativamente profundos,

bien cristalizados y textura fanertica granular. Pueden gradar a skarn de Cu, o

presentarse en contacto inmediato, con muy pequeo desarrollo en skarns de Cu.

Skarn de Cu

Tambin estn asociados a ambientes de margen continental, relacionados a magmas

calcoalcalinos del tipo "I", especficamente stocks y prfidos granodiortico/dacticos y

cuarzo monzonticos. Skarns de Cu clcicos se hallan prximos o en contacto con el

cuerpo intrusivo.

Tienen un alto contenido de granates y una alta razn granate/piroxeno. Tambin se

observa un alto contenido de magnetitahematita, indicando un ambiente oxidante.

Los sulfuros tpicos son pirita, calcopirita y menor bornita y esfalerita, indicando un

moderado grado de sulfuracin.


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Estos yacimientos pueden estar asociados a prfido cuprferos o bien a prfidos

estriles. En el caso de skarns relacionados a prfidos de cobre, estos pueden alcanzar

grandes volmenes (50 a 500 Mt para el caso de prfidos cuprferos epizonales

emplazados en rocas carbonatadas). Estos depsitos se forman a temperaturas entre

500 y 300 C. La alteracin prograda del skarn se relaciona con la alteracin potsica yest zonada con respecto al ncleo potsico.

Se caracteriza por tremolita-actinolita, smectita, siderita, calcita, talco, epidota, clorita,

con xidos y/o sulfuros de hierro. Algunos diagramas ternarios composicionales para

minerales de skarn progrados. Estos diagramas son tiles para la subclasificacin de

skarns. Los vrtices representa variaciones composicionales para granates y piroxenos,

Ca-Mg (Grosularita- Diopsido), Ca-Fe (Almandino, Hedenbergita) y Mn (Almandino-

Espesartina, Johansenita). En estos diagramas la composicin de minerales

calcosilicatados progrados para skarn de cobre se ubica principalmente entre losvrtices Ca-Mg y Ca-Fe.

Skarn de Zn-Pb

Corresponden a cuerpos mineralizados de reemplazo metasomtico de posicin y

relacin con respecto a un intrusivo variable, pero siempre distales. Estos yacimientos

ocurren en mrgenes continentales de subduccin relacionados al menos como fuente

de fluidos hidrotermales a intrusivos granodiorticos y cuarzo monzonitas

calcoalcalinas del tipo "I".

A diferencia de los skarns de cobre, la mineraloga skarn prograda est dominada por

piroxenos (razn granate/ piroxeno bajo) de composicin Ca-Fe y Mn (piroxenos

hedenbergitajohansenita; granates andraditaalmandino-spesartina).

Esta composicin es apreciada en la figura, diagrama composicional, donde muestra la

distribucin composicional de estos minerales de skarn distal. Las leyes tpicas de Zn

varan entre 6 y 12%, menor Pb (razn Zn/Pb 1/1 a 2/1) y menor Cu.

Vamos a representar de forma esquemtica, el Contexto Tctnico, referido a un arco

magmtico, con sus Mineralizaciones , segn muestra lafigura 7.


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Figura 7: Ambiente de formacin de los Skarn, referido a un arco magmtico donde los intrusivos de

composicin media - cida entran en contacto con rocas sedimentarias del tipo calizas y dolomitas y de

esta interaccin suceden fenmenos de metamorfismo de contacto y que posteriormente con el

enfriamiento del intrusivo se liberan fluidos que reaccionan con las calizas y sucede el fenmeno de

metasomatismo. (Modificado de Meinert, 1983).

EJEMPLO SKARN CLCICO: MINAS DE CALA (HUELVA)

INTRODUCCIN

La mina de Cala se sita en el norte de la provincia de Huelva (hoja 1/50.000, 918),

prxima al lmite con la provincia de Badajoz, segn muestra la figura 8. Esta mina es

la ltima en actividad de la denominada provincia de hierros del SO, que ha sidotrabajada intermitentemente desde 1901 hasta la actualidad; la mxima produccin

fue en 1975 con 610000 t de todo uno.

GEOLOGAEn Minas de Cala se encuentra un pequeo afloramiento de granodioritas, que

constituye una apfisis del plutn principal de Santa Olalla. El granitoide de Santa

Olalla forma parte, junto con numerosos plutones hercnicos, tardi-tectnicos, de la

Sierra Morena. Aflora en el flanco sur de una macroestructura anticlinal hercnica

(Anticlinorio Olivenza-Monesterio), que afecta a terrenos epimetamrficos delPrecmbrico superior y del Cmbrico inferior.

Se presenta como un granito de bordes circunscritos con forma elptica. Est cortado

al sur por una importante falla de desgarre, que pone en contacto estos materiales con

rocas de edad devnica. En el stock de Santa Olalla se pueden diferenciar por su

composicin dos tipos de rocas gneas: a) rocas cidas (tonalitas biotticas y, en menor

proporcin, granodioritas como las que forman la apfisis que desarrollan el skarn de

Cala); b) rocas bsicas (dioritas y gabros).

Las tonalitas son las rocas ms representativas, ya que afloran extensamente en la

parte central y en el borde sureste de la intrusin.


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Este plutn produjo un metamorfismo de contacto que afect intensamente a las

rocas detrtico-carbonatadas del entorno, dando origen a importantes skarns

piroxnico-granatferos con mineralizaciones explotables de magnetita, en detalle, el

depsito se encuentra en el contacto entre una pequea estructura de tipo pull apart,

segn muestra lafigura 8.

Figura 8: Contexto geolgico esquemtico de las inmediaciones de la mina de Cala, mostrando larelacin de la mineralizacin e intrusin con una pequea zona de pull-apart (modificado de Tornos et

al., 2002).

La apfisis granodiortica de Cala, a pesar de sus reducidas dimensiones, ha

desarrollado una extensa aureola de contacto (400 m) en las calizas encajantes, donde

se localiza un importante skarn clcico con magnetita. Este skarn se origin

principalmente por infiltraciones de fluidos magmticos tardos ricos en hierro, en las

rocas carbonatadas. Desde las granodioritas hasta las calizas afectadas nicamente por

metamorfismo de contacto (mrmoles no metasomatizados) es posible reconocer la

siguiente zonacin mineralgica, segn muestra lafigura 9:

1. Zona de rocas granodiorticas.2. Zona de skarn con piroxeno y granate (grosularia-andradita).

3. Zona de skarn con granate.

4. Zona de skarn con piroxeno (diopsido-hedenbergita).

5. Zona de mrmoles.

Los minerales que forman parte de las zonas 3 y 4 del skarn han sido reemplazados, en

buena parte, por epidota, anfboles (ferropargasita), cuarzo, calcita rosa, clorita,

hematites y magnetita, constituyendo en conjunto un aposkarn (skarn alterado, de

baja temperatura con fases hidratadas).


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Figura 9: Corte esquemtico mostrando la estructura general del yacimiento. Obsrvese que dentro dela banda de cizalla, los contacto litolgicos estn controlados por fallas.

ACTUALIDADActualmente, es explotada por la empresa PRESUR, que extrae pequeas cantidades

de magnetita de alta calidad y ridos. Ro Narcea Nickel SA est evaluando el depsito

y definiendo zonas de alta ley en cobre y oro. No hay estimaciones fiables sobre el

tonelaje total y reservas del depsito. El nico estudio existente indica que en 1988

haba cubicados 29 Mt con 39% Fe y 0.27% Cu.

La magnetita se ha explotado tradicionalmente como mena de hierro. Sin embargo,

actualmente, la explotacin de magnetita de Cala est desarrollando nuevas

aplicaciones en el campo de los Minerales Industriales. As, se comercializa para la

peletizacin de menas en siderurgia, para tratamiento de aguas residuales, para

fabricacin de pigmentos, como aditivo en cementos, etc.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Artculos cientficos

- J. Carriedo , F. Tornos , F. Velasco y A. Terrn(2006).. Magnetite deposits related with skarns and shear

zones: The Cala mine (Huelva).

-Tornos, F., Casquet, C., Relvas, J., Barriga, F. y Saez, R. (2002). En: The timing and location major or

deposits in an evolving orogen. (D. Blundell, F. Neubauer y A. von Quadt). Geological Society London,

Special Publications 206, 179-198

Libros de texto: R. Lunar- R. Oyarzun. Yacimientos minerales.(1991) Ed. Centro de Estudios RamnAceres, s.a.

Websites: http://www.geovirtual2.cl/depos/000index.htm. Universidad de Atacama. (Chile). ApuntesDepsitos Minerales. Dr. Wolfgang Griem (2006).

Apuntes de clase: Apuntes Yacimientos Minerales. (1997). Ingeniero Tcnico de Minas. EscuelaPolitcnica Superior de Linares (Universidad de Jan). Dr. Vicente A. Lpez Snchez-Vizcaino.

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