Contraste entre propiedades magnticas de rocas

XII Congreso Geológico Chileno
Santiago, 22-26 Noviembre, 2009
S11_003
Propiedades magnéticas de rocas alteradas en sistemas del tipo
pórfido cuprífero: análisis comparativo entre los yacimientos
Chuquicamata y El Teniente
Astudillo, N.1, Townley, B.2, Roperch., P.3, Arriagada., C.2
(1) Servicio Nacional de Geología y Mineria-SERNAGEOMIN, Avda. Santa María 0104,
Providencia. Santiago.
(2) Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad
de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile
(3) IRD-Géosciences Rennes, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, Francia.
[email protected]
Introducción
En una roca afectada por alteración hidrotermal, la génesis de los óxidos de Fe-Ti
está controlada principalmente por la mineralogía original de la roca huésped y la
composición y condiciones fisicoquímicas del fluido hidrotermal, ya que ambos
parámetros son capaces de modificar la disponibilidad de elementos químicos en el
sistema hidrotermal, en particular, Fe2+, Fe3+ y Ti4+, así como cationes de balance que
controlan las condiciones del fluido hidrotermal por efectos de buffer químico asociados
con reacciones de intercambio químico y/o precipitación de minerales. En los procesos de
formación de un yacimiento tipo pórfido cuprífero, asociado con distintos eventos de
alteración hidrotermal, se generan asociaciones de minerales ferromagnéticos complejos,
cuya conexión con uno o una secuencia de procesos hidrotermales específicos se
establece en base a la correlación con asociaciones mineralógicas de alteración
distintivas. Determinada la mineralogía ferromagnética de cada tipo de alteración
hidrotermal es posible interpretar la contribución de estos a la señal magnética de las
rocas mineralizadas. En este trabajo se demuestra la pertinencia de este tipo de análisis
para comprender el comportamiento de las propiedades magnéticas, utilizando en este
caso los resultados correspondientes a los yacimientos tipo pórfido cuprífero
Chuquicamata y El Teniente.
Resultados
Si bien existen diferencias tanto geológicas como de contexto geodinámico entre
estos depósitos, en un gráfico de Magnetismo Remanente Natural (MRN) versus
Magnetismo Inducido (MI=k*H) no muestra un contraste evidente (Fig. 1.a). Lo anterior
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probablemente se debe a que los valores de estos parámetros magnéticos tanto en
Chuquicamata como en El Teniente son controlados por la abundancia y el tamaño de la
magnetita presente en las rocas mineralizadas.
Utilizando la susceptibilidad magnética (k) como índice para estudiar variaciones
composicionales en intrusivos en función de la relación con contenidos de TiO2 y FeO(T)
de la roca (Ishihara, 1979; Natland et al., 2002); y considerando que que en
Chuquicamata la roca huésped de la mineralización corresponde a una GranodioritaMonzodiorita (Aracena, 1981), mientras que El Teniente corresponde a Gabros y
Diabasas (Burgos, 2002; Skewes et al., 2005), la similitud de los parámetros magnéticos
para ambos yacimientos responde a la superposición de los diferentes tipos de alteración
hidrotermal susceptibles de generar, modificar y/o destruir la magnetita. A modo de
ejemplo, los valores representativos de MRN y MI correspondientes a alteración potásica
de fondo en rocas de la mina Chuquicamata (Pórfido Este y Granodiorita Fiesta), son
comparables con aquellos asociados con la alteración [biotita ó clorita ó turmalina]magnetita en El Teniente (Fig. 1). Si bien en ambos tipos de asociación de alteración se
reconoce magnetita multidominio (MD), sus respectivas características petrográficas no
son equivalentes. Para los pórfidos constituyentes de cada uno de estos yacimientos la
interpretación es similar, resultado de la destrucción de magnetita durante los procesos de
alteración cuarzo-sericita (±anhidrita) presente en ambos. Este fenómeno hidrotermal
puede producir la reducción de tamaño de magnetita previa (MD→SD), muestras en las
cuales los valores de MRN y MI son similares a aquellos obtenidos en el Complejo
Máfico El Teniente alterado por biotita fina penetrativa y/o cuarzo-anhidrita-cloritasulfuros. En este caso, aún se reconoce magnetita residual muy fina en plagioclasas y/o
en la masa fundamental.
Cabe destacar que la distribución de los parámetros magnéticos en la roca huésped
félsica con evidencias de alteración supérgena, K-sil y clorítica en Chuquicamata es
similar a aquella asociada a una roca huésped máfica con presencia de vetillas y/o
stockwork (El Teniente). Esto sugiere que la existencia de una zona de transición en el
gráfico MRN versus MI (Fig. 1.b), es función de la abundancia de magnetita y, por lo
tanto, de la ocurrencia y/o superposición de los fenómenos hidrotermales mencionados.
La estabilidad de la magnetizacion remanente representa un parámetro que observa
diferencias entre los depósitos estudiados. En El Teniente existe fuerte estabilidad en
contraste a una fuerte inestabilidad determinada en Chuquicamata. Dado que la señal
magnética de estas rocas mineralizadas se correlaciona principalmente con magnetita,
probablemente son las propiedades específicas de estos minerales las que determinan la
diferencia. Si bien en El Teniente existen magnetitas de diversos tamaños (multidominio
y dominio simple); es la magnetita fina (<1 µm) la que determina una fuerte retención de
la magnetización en función de la coercividad (Dunlop, 2002). En Chuquicamata, por el
contrario, en los intrusivos félsicos menos alterados predomina la magnetita
multidominio, grande e irregular, asociada con biotitización. La capacidad de adquirir
magnetización viscosa en función de una baja coercividad produce perturbaciones de la
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señal remanente previa a cualquier fenómeno hidrotermal y, por ende, inestabilidad
(Özdemir et al., 2002; Williams & Muxworthy, 2006).
Discusión y conclusiones
Si bien Chuquicamata y El Teniente presentan obvias diferencias en relación a su
geología, edad de formación, configuración estructural y contexto geodinámico, existen
muestras correspondientes a cada uno de estos depósitos cuya respuesta magnética es
similar. Lo anterior indica que, en ambos yacimientos tipo pórfido cuprífero, las
propiedades magnéticas son controladas principalmente por el tamaño y abundancia de
magnetita. Estos parámetros dependen a su vez, de la ocurrencia de ciertos tipos de
alteración hidrotermal susceptibles de generar, modificar y/o destruir este mineral. Cabe
destacar la estabilidad de la magnetizacion remanente determinada para las muestras de
El Teniente, donde la presencia de magnetita fina (<1 µm) genera una fuerte retención de
la magnetización (alta coercividad); mientras que en Chuquicamata la inestabilidad de
este parámetro se correlaciona con el predominio de magnetita multidominio identificada
en los intrusivos félsicos menos alterados. Por lo tanto, para realizar cualquier tipo de
interpretación que involucre propiedades magnéticas (paleomagnetismo, anomalías
magnéticas, entre otros) es fundamental poseer un conocimiento detallado petrográficogeoquímico de las rocas que serán objeto del estudio y establecer la correspondencia
entre propiedad magnética ⇔ mineralogía magnética ⇔ procesos involucrados en su
génesis.
Referencias
[1] Natland, J.H. (2002). Magnetic susceptibility as an index of the lithology and
composition of gabbros, ODP Leg 176, Hole 735B, Southwest Indian Ridge. In: Natland,
J., Dick, H., Miller, D., and Von Herzen, R. (Eds.), Proc. ODP, Sci. Results, 176: College
Station, TX (Ocean Drilling Program), 1–69.
[2] Aracena, I. (1981). Geología y alteración del sector norte del yacimiento de
Chuquicamata. Memoria de Título (inédita), Departamento de Geología, Universidad de
Chile, 94 p.
[3] Burgos, L. (2002). Petrografía y Geoquímica de la Diabasa y Diques Basálticos que
constituyen las “Andesitas de la Mina”en el yacimiento El Teniente, VI región, Chile.
Memoria de Título (inédita), Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de
Concepción, 108 p.
[4] Skewes, M.A., Arévalo, A., Floody, R., Zuñiga, P., Stern, C. (2005). The El Teniente
Megabreccia Deposits, The worlds largest copper deposit. In: Porter, T.M. (Ed), Super
Porphyry Copper & Gold Deposits-A Global Perspective. PGC Publishing, Adelaide, vol.
1, 83-113.
[5] Dunlop, D. J. (2002). Theory and application of the Day plot (Mrs/Ms versus Hcr/Hc)
Theoretical curves and tests using titanomagnetite data. Journal of Geophysical
Research, vol.107 (B3), 1029-2001.
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[6] Özdemir, Ö., Dunlop, D.J., & Moskowitz, B. (2002). Change in remanence, coercivity
and domain state at low temperature in magnetite. Earth Planet. Sci. Lett., vol. 194, 343358
[7] Williams, W., Muxworthy, A. (2006). Understanding viscous magnetization of
multidomain magnetite: Journal of Geophysical Research, vol. 111(B2), 1544-1565.
Figura 1: Contrastes magnéticos entre rocas mineralizadas correspondientes al yacimiento Chuquicamata,
El Teniente y el Complejo Intrusivo Fortuna. (a) MRN versus k para todas las unidades muestreadas
pertenecientes a cada uno de estos depósitos. (b) Clasificación respecto a la mina y/o pórfido cuprífero
analizado. También se indican los procesos a los cuales se relacionan los valores obtenidos para los
parámetros magnéticos, así como las características del mineral ferromagnético predominante.
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