Alteración Supergénica

Es un proceso de reequilibrio de la mineralogía hipógena (hidrotermal) a las condiciones oxidantes cerca de la superficie terrestre (sobre el nivel de las aguas subterráneas).

La mayoría de las asociaciones de minerales sulfurados son inestables en estas condiciones y se descomponen (meteorizan) para originar una nueva mineralogía estable en condiciones de meteorización (aguas meteóricas e interacción con la atmósfera).

El proceso de alteración supergénica de depósitos minerales hidrotermales involucra la liberación de cationes metálicos y aniones sulfato mediante la oxidación de sulfuros hipógenos (lixiviación) producto de las condiciones oxidantes del ambiente.

Enriquecimiento Secundario

Corresponde al proceso por el cual, los metales liberados producto de la lixiviación de sulfuros hipógenos, se transportan hacia abajo en soluciones acidas, precipitándose sobre y bajo el nivel de aguas subterráneas, generando un enriquecimiento de los minerales sulfurados.

La pirita (FeS₂) es un mineral importante tanto arriba como debajo del nivel de aguas subterráneas. Este mineral se meteoriza en la zona de oxidación a sulfato férrico (FeSO₄) y ácido sulfúrico (H₂SO₄), compuestos que se disuelven en las aguas percolantes en forma de iones SO₄^-2, H⁺, Fe³⁺ y Fe²⁺; estos componentes funcionan como lixiviantes, produciendo la disolución de metales en forma de sulfatos y su movilización o transporte descendente. Debajo del nivel de aguas subterráneas la pirita actúa como huésped para la depositación de menas, porque es relativamente soluble y aporta generosamente aniones S^– a los cationes invasores de Cu o Ag.

Factores que Controlan el Enriquecimiento Secundario:

• Clima (agua, erosión, etc.) y nivel de exhumación.
• Mineralogía hipógena.
• Permeabilidad secundaria (estructuras en la roca).
• Nivel de aguas subterráneas (Eh y pH del medio).
• Capacidad de sulfuros de generar ácido.

Nivel Freático

Corresponde al límite de las aguas subterráneas. A medida que aumenta la profundidad, ocurre un descenso del agua, perdiendo oxígeno y con ello, la capacidad oxidante del medio.

Marca un cambio en las condiciones del medio:

• Sobre: Eh alto (ambiente oxidante) y pH bajo (ambiente ácido).
  • Sulfuros inestables.
• Bajo: Eh bajo (ambiente reductor, por falta de oxígeno) y pH más alto (ambiente básico).
  • Sulfuros estables.

Comportamiento de Metales

Fe, Mn, Ni: inmóviles, forman óxidos estables (minerales estables en ambientes oxidantes y ácidos).

Cu, Mo, Zn, Ag: móviles, los minerales son inestables en condiciones oxidantes. Los sulfuros son lixiviados y los metales son transportados hacia la zona bajo el nivel freático, re‐precipitando como sulfuros supergénicos en un ambiente reductor.

Au: no es reactivo químicamente.

Perfil de Enriquecimiento Secundario

Gossan (Sombrero de Fe)

Ocurre producto de la oxidación de minerales hipógenos más aguas meteóricas percolantes. En este punto se genera el ácido sulfúrico (H₂SO₄), los complejos sulfatados (SO₄^-2) y se liberan los cationes metálicos (Fe, Cu, Ag, etc.). La oxidación de sulfuros de Fe, libera Fe²⁺ y Fe³⁺, generando nuevos minerales.

Minerales característicos: Hematita, Magnetita, Goethita, Limonita y Jarosita.

Zona Lixiviada Estéril

Ocurre la lixiviación de los sulfuros producto de las soluciones ácidas y aguas meteóricas percolantes hacia el nivel freático. Su desarrollo dependerá de la capacidad de la mineralización hipógena de generar soluciones ácidas (ácido sulfúrico), pues condicionan el proceso de lixiviación. Esta zona está caracterizada por una alta presencia de oquedades, boxwork (producto de la lixiviación), cuarzo residual, arcillas y minerales de Fe, como Hematita, Magnetita, Goethita, Limonita y Jarosita.

Zona de Óxidos

Zona oxidante en la cual se forman óxidos y minerales estables en estas condiciones. Ocurre justo por sobre del nivel freático. Su desarrollo depende de:

• Eficacia de la lixiviación: si es muy eficaz, la acidez necesaria será demasiado alta, impidiendo la precipitación de minerales (inestables a pH muy bajo).
• Eficacia del transporte descendente.

La formación de óxidos puede ocurrir por: precipitación o reemplazo.

Minerales Característicos: Atacamita, Azurita, Malaquita, Antlerita, Chalcantita, Brocantita, Crisocola y Cuprita.

*Compuestos amorfos de Cu: suelen estar asociados a los óxidos de cobre. Ceden Cu al ser frotados por un metal con HCl.

• Copper‐Pitch: corresponde a un silicato hidratado con Cu, Mn y Fe. Es sílice negro con Cu.
• Copper‐Wad: óxidos e hidróxidos de Mn con Cu.

Zona Enriquecida

Zona bajo el nivel freático con condiciones reductoras y pH básico. Fluido percolante rico en metales interactúa con los sulfuros hipógenos, reemplazándolos e incorporando metales de la solución generando los sulfuros supergénicos enriquecidos. También estos minerales pueden formarse por la precipitación directa a partir del fluido saturado.

Minerales Característicos: Covelina, calcosina.

Zona Primaria o Hipógena

Corresponde a la zona en la que no han interactuado las aguas meteóricas ni las soluciones ácidas producto de la lixiviación, preservando la mineralogía hipógena producto de la alteración hidrotermal.

Minerales Característicos: Pirita, calcopirita y bornita.

Depósitos Exóticos

Complejo sistema que reúne procesos como enriquecimiento supergénico, transporte lateral de Cu y precipitación de minerales. Se producen por la migración lateral de las soluciones ácidas con Cu. Luego se deposita el Cu en bajo condiciones adecuadas de pH y Eh, en rocas permeables a cierta distancia del depósito original.

Características:

• Mineralización de Cu como cemento de gravas aluviales y recubriendo los planos de fractura de rocas basales.
• Mineralización preferencial de minerales oxidados de Cu.