Zonas de Mineralización en Pórfidos Cupríferos

Los yacimientos de tipo pórfido cuprífero presentan una zonación característica en términos de mineralogía y alteración hidrotermal. A continuación, se describen las principales zonas:

Zona Interna

Coincidente con la zona de alteración potásica externa. Es de baja ley, con menor contenido de sulfuros totales. Se caracteriza por la presencia de pirita, calcopirita, y menor cantidad de bornita, molibdenita y escasos óxidos de hierro primario. Su diámetro puede alcanzar varios cientos de metros. La mineralización tiende a ser más diseminada.

Zona Envolvente de Mejor Mena

Ubicada en el límite de la zona de alteración potásica-fílica. Constituye una zona mineralizada en forma de concha envolvente (ore shell) con mejor ley (> 0,5% Cu). Se caracteriza por la presencia de pirita y calcopirita en proporciones similares (1:1), con aproximadamente un 1% de cada sulfuro en la roca. Además, se encuentra bornita intercrecida con calcopirita y molibdenita (0,03%), tanto en venas como diseminada. Otros minerales de mena incluyen digenita y enargita. En profundidad, se observa un aumento en la concentración de pirita y magnetita.

Zona de Pirita

Incluida en la zona de alteración fílica y argílica. Se caracteriza por un alto contenido de pirita (>10% vol.), con una relación pirita:calcopirita de 10:1. Las leyes de cobre disminuyen a 0,1-0,5%, con calcopirita (0,1-3% vol.) y trazas de molibdenita.

Zona Exterior

Coincidente con la zona propilítica. Corresponde a una zona pirítica exterior (low pyrite shell) con un contenido de pirita de 2-6%. La mineralización consiste principalmente en pirita en venillas y concentraciones locales de venillas de sulfuros de metales base, como calcopirita, galena, esfalerita, tetrahedrita y tenantita.

Núcleo o Zona Más Interna

Coincidente con la zona potásica más hipotermal. Presenta baja ley (< 0,3% Cu) y se caracteriza por pirita, calcopirita (1:2), con menor cantidad de molibdenita y óxidos de hierro primario como magnetita y hematita.

Zona Focal Profunda

Se distingue por un mayor contenido de óxidos de hierro en comparación con la pirita. La evolución de la solución hidrotermal continúa hacia afuera, generando la alteración fílica (cuarzo con sericita). En condiciones propicias, se forman “plumas” en el borde de la alteración potásica y fílica, correspondientes a la alteración arcillosa. En la etapa periférica, se desarrollan minerales de alteración propilítica en vetillas o en una zonación esférica.

Mineralogía y Alteraciones

En el núcleo central, con una ley de 0,3% Cu, la mineralización primaria está compuesta por calcopirita, pirita, molibdenita, bornita y digenita. En los bordes, con mejor ley (1%), se encuentran calcosina, pirita, calcopirita, menor cantidad de bornita que en la zona anterior, y aparecen sulfosales como tetrahedrita y tenantita. En las zonas periféricas (alteración propilítica), la proporción de pirita es mayor que la de calcopirita, y pueden ser cortadas por vetas con minerales de metales preciosos, como mineralización de plata (argentita, pirargirita) y menor contenido de oro, asociados con minerales de blenda, galena y sulfosales de cobre. En vetas o mantos, puede ocurrir una mineralización similar sin la mineralización temprana del núcleo potásico.

Sistema Cu-S

El sistema Cu₂S-CuS, según Buerger, contiene tres compuestos a temperatura ambiente:

1. Calcosina (Cu₂S), Digenita (Cu₉S₅), Covelina (CuS).
2. Posteriormente, Roseboom complementó este sistema, y Ramdohr (1980) describe otras fases más inestables en la naturaleza, como Djurleita (Cu_1.96S), Anilita (Cu_1.75S) y Covelita Blaubleiblender (Cu_1+xS).
3. Estos minerales tienen contenidos ligeramente inferiores de Cu (79,5% a 77,6%) y algo más altos de S (22,4% a 20,5%). La digenita es isométrica y se describe como “calcosina azul”. Puede formarse entre 1067°C, como digenita de alta temperatura, hasta los 76°C, en condiciones hipógenas. Sobre los 76°C, puede aumentar la solución sólida con calcosina y covelina, produciendo uno de los siguientes fenómenos:

• a) Un intercrecimiento de Cu₂S y digenita (calcosina blanca y calcosina azul).
• b) Un intercrecimiento de digenita (calcosina azul) y covelina, según la composición de la solución sólida.

La covelina comienza a ser estable bajo los 507°C, y la covelina Blaubleiblender bajo los 157°C. La calcosina se desarrolla en desorden a 76°C, siendo el desorden completo a 103,5°C. La fase ordenada o calcosina “baja”, que existe arriba de los 103,5°C, tiene estructura hexagonal. La calcosina también puede ser tetragonal sobre los 105°C a 0.8 Kbar, pero es más inestable.

Reacciones de Reemplazo Supergénico

Se presentan ecuaciones de laboratorio que explican los reemplazos supergénicos:

Reemplazo de Bornita:

1. Cu₅FeS₄ + SO₄Cu = 2Cu₂S + 2CuS + SO₄Fe
2. 5Cu₅FeS₄ + 11SO₄Cu + 8H₂O = 18Cu₂S + 5SO₄Fe + 8H₂SO₄

Reemplazo de Calcopirita:

1. CuFeS₂ + SO₄Cu = 2CuS + SO₄Fe
2. 5CuFeS₂ + 11SO₄Cu + 8H₂O = 8Cu₂S + 5SO₄Fe + 8H₂SO₄

Reemplazo de Pirita:

1. 5FeS₂ + 14SO₄Cu + 12H₂O = 7Cu₂S + 5SO₄Fe + 12H₂SO₄
2. 4FeS₂ + 7SO₄Cu + 4H₂O = 7CuS + 4SO₄Fe + 4H₂SO₄

Reemplazo de Covelina:

1. 5CuS + 3SO₄Cu + 4H₂O = 4Cu₂S + 4H₂SO₄

El sulfato de cobre también puede reaccionar con marcasita, enargita, tetraedrita, tenantita y otros minerales.

Reemplazo de Galena y Esfalerita:

1. PbS + 2SO₄Cu = Cu₂S + 2SO₄Pb
2. PbS + SO₄Cu = CuS + SO₄Pb
3. ZnS + SO₄Cu = CuS + SO₄Zn

Estabilidad de Minerales de Cobre en Zonas Supergénicas

Las aguas superficiales disuelven los minerales primarios, generando en la parte alta zonas lixiviadas estériles, principalmente con limonitas, que pueden preservar sulfuros relictos. En las zonas de enriquecimiento supergénico, según las condiciones de Eh-pH y el filtrado de metales desde la zona superior por soluciones ácidas, se pueden formar, en la parte más oxigenada y alta de Eh, regiones con sulfatos, silicatos y cloruros de cobre. Estas condiciones son más ácidas que en las regiones con malaquita, tenorita y cuprita, que se forman en condiciones de pH neutro a más básico.

La covelina y calcosina supergénica se encuentran en ambientes más reductores, directamente por debajo del nivel freático, donde también se conserva escasa mineralización primaria relicta con bornita, calcopirita y pirita, propia de la zona primaria en mayor profundidad.

Estructuras y Texturas en Geología

Estructuras: Se refieren a la disposición y arreglo de rasgos estructurales, producto de agentes constructivos en rocas y minerales. Ejemplos incluyen discordancia, foliación, fallas, fracturas y clivaje. En los minerales, se aplica preferentemente a la disposición de agregación (bandas, zonación, etc.), discontinuidades y/o roturas.

Textura: Se refiere a la apariencia de las rocas y minerales, considerando aspectos geométricos y relaciones mutuas entre componentes, como la forma, tamaño y arreglo de los constituyentes. Ejemplos incluyen textura porfídica, fanerítica y de emulsión.