Transcript Rocas igneas y depositos magmaticos Yacimientos hidrotermales

Cap. 13
Recursos de
minerales y
rocas
Source: Data from Mineral Commodity
Summaries 2000, U.S. Geological Survey.
Depositos de mena (ore)
 Yacimiento
de mena (ore): Roca con un metal
de mucho valor en una concentracion mas alta
que el promedio, y por lo tanto
economicamente viable para minar.
Factor de concentracion de un metal en un mena 
[metal en un deposito de mena]
[metal en corteza continental promedio]
– Fe, Al: [ ] de 6-8% de corteza continental – se
necesita 4-5 veces mas [ ] para ser viable
economicamente
– Enriquecimiento con respecto a la roca promedio:
Cu (100x), Hg (25,000x), Au (~1000x) para ser viable
economicamente
Tipos de depositos minerales
 Rocas
igneas y depositos magmaticos
 Yacimientos hidrotermales (hydrothermal
ores)
 Relacion a bordes de placa
 Depositos sedimentarios
 Otros procesos de baja temperatura
formadores de menas (ores)
 Depositos metamorficos
Rocas igneas y depositos magmaticos

Altas concentraciones de minerales silicatos y otros
que son utiles, especialmente rocas de cristales
grandes
– Pegmatitas (pegmatites) – feldespatos (ceramica),
turmalinas (gema), beryl (Be metalico, gema), por
segregacion magmatica

Diamantes:
– Se deben formar en presiones extremadamente altas
(manto), y luego llevadas rapidamente a la corteza
– Minados de rocas igneas – kimberlites – ocurren como
cuerpos tubulares (pipelike) con origen en el manto
– Viable economicamente incluso en pequenas cantidades
Pegmatita
Cristales
individuales
pueden
medir hasta
10 m de
largo
Yacimientos hidrotermales
 Magmas
tienen agua y otros fluidos
(disueltos o asociados)
 Fluidos escapan del magma enfriandose,
por grietas y poros en las rocas alrededor,
llevando sales, gases y metales - fluidos
calientes
 Fluidos se enfrian y depositan minerales
disueltos - yacimiento hidrotermal
 Ej. Cu, Pb, Zn, Au, Ag, Pt, U, sulfuros
Relacion entre cuerpo igneo y los yacimientos
hidrotermales y de pegmatita asociados
Fluidos
hidrotermales en
suelo oceanico
depositan sulfuros
a medida que se
enfrian
Relacion a
bordes de placa:
areas de mayor
actividad ignea y
metamorfica
Distribucion de
depositos de Cu y
molibdeno
Source: Data from M. J. Jensen and A.M. Bateman, Economic Mineral
Deposits, 3d ed. Copyright © 1981 John Wiley & Sons, Inc., New York.
Depositos sedimentarios
 Yacimientos
depositados como rocas
sedimentarias quimicas
– Yacimientos sedimentarios de hierro en capas –
banded iron formation: capas ricas en Fe
(hematita + magnetita) alternan con capas ricas
en silicatos y carbonatos; depositos antiguos
– Depositos de evaporita: se forman cuando un
cuerpo de agua de mar esta atrapado en un mar
somero/lago y se seca, depositando minerales
 Ej.
halita, yeso (gypsum), sales de K y Mg
Formacion de evaporitas
http://perso.orange.fr/SVT.ocean-indien/apoi5/5ch4_seq1_act1/evaporite_lagune.jpg
Otros procesos de baja temperatura
formadores de yacimientos
 Corrientes
depositan sedimentos por
tamano y densidad – seleccion (sorting)
concentra minerales densos resistentes a
meteorizacion en los canales.
– Depositos – pláceres (arenas y gravas)
– Ej. oro, diamantes, oxidos de estaño
– Depositos de Al y Fe en lateritas
Formacion de depositos de placeres
Barras de meandro
http://www.e-goldprospecting.com/html/gold_step-by-step.html
Excavacion y equipo en
mina de oro
Depositos metamorficos
 Producidos
por cambios mineralogicos
por calor y presion
– grafito (C) minado de depositos
metamorficos – formado por metamorfismo
de carbon (coal)
– asbestos – grupo de silicatos fibrosos,
metamorfismo de rocas igneas ricas en Fe y
Mg
Recursos de minerales y rocas
 Metales
 Minerales
 Recursos
no-metalicos (nonmetallic)
de roca
2001
Por: Wilson Ramirez
Metales
 hierro
– metal mas usado: materiales de acero
 aluminio – segundo mas usado: industrias de
transportacion y construccion, empacado
 Otros menos comunes:
– Cu: aplicaciones electricas - conductor; industrias
de construccion y transportacion
– Pb: baterias, pintura, ceramica
– zinc: latas, manufactura de bronce y aleaciones
– Ni, Co
– Metales preciosos: oro, plata, platino
Minerales no-metalicos
 Azufre:
by-product de minar sulfuros, de
petroleo durante refinamiento, de
depositos volcanicos, de evaporitas
 Halita,
yeso, roca de fosfato: depositos de
evaporitas
 Arcillas:
ceramica, construccion, procesar
mena de Fe, drenaje de petroleo
Recursos de rocas
 Gran
cantidad de rocas, arenas, gravas – 2002:
– >1.1 billones de tons de arena y grava en
construccion
– >1.6 billones de tons de roca “rota” (crushed)
para relleno y otras aplicaciones
– >30 millones de tons de arenas de cuarzo en
industria (vidrio y abrasivos)
– >1 millon de tons de pizarra (slate), marmol
(marble), granito, arenizca, caliza – construccion
Abastecimiento y demanda de
minerales
 Fluctua
de acuerdo a la economia
 Produccion
y consumo de minerales en E.U.
– <4.5% de la poblacion mundial
– Produccion primaria: produccion de nuevo
yacimiento de mena, no de reciclaje o
procesamiento parcial de productos importados
Necesidad de minerales en E.U. abastecidos por
importaciones (1998-2001; % aparente de consumo de
materiales)
Abastecimiento y demanda mundial
de minerales
 Demanda
fluctua con el tiempo y dependiendo
el material – asumimos que demanda =
produccion primaria
 Vida (lifetime) de disponibilidad del yacimiento:
reservas
– Cu, Pb, Ag, Au = abastecimiento corto
– Al, Cr, Co, Fe, Mn, Pt, K = abastecimiento largo
 Reservas
no viables economicamente
(profitable) pueden cambiar su clasificacion a
viables
Nuevos metodos de exploracion minera
 Metodos
para buscar nuevas reservas:
– Metodos geofisicos: propiedades de densidad,
magneticas, electricas (ej. cambios en campo
gravitacional y magnetico), radiactividad
– Geoquimica: ej. usar los suelos y las plantas para
determinar presencia de menas debajo, trazas de
metales en aguas subterraneas
– Percepcion remota (remote sensing): ej. fotos
aereas, imagenes de satelites
– Avances en entendimiento geologico: ej. teoria de
placas tectonicas
Muestreo de aguas subterraneas – detectar
metales traza en bajas concentraciones
Source: After U.S. Geological Survey.
Imagenes de AVIRIS (Airborne VIS and IR
Imaging Spetrometer):
True color image
USGS Spectroscopy Lab.
Distribucion de hidroxido,
carbonato, sulfatos, algunos
asociados a oro
Recursos minerales marinos
Metales disueltos en el agua de mar
 Depositos de pláceres en plataformas
continentales (continental shelves) que estuvieron
expuestas en la ultima era glaciar: ej. estaño,
titanio, zirconio, cromio
 Depositos hidrotermales en centros de expansion
(spreading ridges): ej. Cu, Pb, Zn
 Nodulos de manganeso: recurso marino mas
usado; masa de ~10 cm de diametro compuesta de
minerales de Mn (tambien Cu, Ni, Co, Pt). Usado
en aleaciones de metal.

Distribucion de nodulos de Mn en el suelo marino
Source: Data from G.R. Heath, “Manganese Nodules: Unanswered Questions,” Oceanus 25, Vol. 25, No. 3, pp. 37-41. 1982.
Copyright © Woods Hole Oceanographic Institute.
Conservacion de recursos minerales
 Necesidad
opciones:
de recursos sigue aumentando -
– sustituciones de materiales:
un
metal por otro o un no-metal por un metal
no muy eficiente
– reciclaje:
puede
moderar los aumentos en produccion
primaria
ej. Al, Co, Cu, Pb, Ni
ahorrar energia y disminuir costos
no funciona con todos los materiales
Impactos de actividades mineras
 Consecuencias:
– presencia de la mina (superficial o subterranea)
– daños a mineros (mineria es la ocupacion mas
peligrosa en E.U.)
– fuentes de contaminacion de agua
 Ley de Minas de 1872: permitio mineria sin control
 National
Environmental Policy Act (1969): requiere
a compañias estudios de impacto ambiental,
permisos, etc.
 Surface
Mining Control and Reclamation Act
(1977): regular mineria de carbon, exige reclamacion
Actividades mineras en E.U.
(mapa parcial, sin ores metalicos)
Source: Mineral Commodity Summaries 1996, U.S. Bureau of Mines.
Minas subterraneas
 Causan
 Tuneles
menores disturbios a la superficie
se construyen siguiendo el cuerpo
del yacimiento y asi minimizar costos
 Pueden
 Han
volver a la condicion pre-mineria
habido colapsos luego de abandonarse
Mina El Teniente, Chile:
Mina subterranea de Cu mas grande del mundo
~2400 km de galerias subterraneas
http://www.codelco.com/english/la_corporacion/fr_divisiones.html
Colapso de superficie sobre mina de Cu
abandonada, Arizona
Source: Photograph by H.E. Malde, courtesy USGS Photo Library, Denver, CO.
Colapso de mina Crendall Canyon, Utah 2007
Source: Photograph by H.E. Malde, courtesy USGS Photo Library, Denver, CO.
Huecos (pits) y bajadas (troughs) de
subsidencia sobre minas de carbon
Source: Photograph by C.R. Dunrud, courtesy USGS Photo Library, Denver, CO.
Minas superficiales

Minas de fosa abierta o strip-mining
– Afectan la topografia dejando un gran hueco, meteorizacion
de la roca puede liberar contaminantes a las aguas

Minas de fosa abierta (open-pit mining)
– cuerpo de mena grande y tridimensional cerca de superficie

Strip mining
– para extraer carbon (coal)
– material ocurre en una capa cerca y ~paralela a superficie
– se remueve la vegetacion, suelo y roca de encima
– desperdicios se acumulan en “spoil banks”
– actualmente hay regulaciones mas estrictas: reclamacion
Bingham Canyon, Utah
mina de fosa abierta mas grande del mundo
Source: Photograph courtesy of Kennecott.
Mina de Cu
Chuquicamata, Chile
Segunda mina de Cu mas grande
del mundo, produce el mayor
volumen de cobre
Strip-mining por manganeso, Sur Africa
Source: Photograph courtesy USGS Photo Library, Denver, CO.
Spoil banks strip mine de carbon Rainbow, Wyoming
Source: Photograph by H.E. Malde, USGS Photo Library, Denver, CO.
Gradando (aplanando) los desperdicios (spoils) –
strip mine de carbon Indian Head, North Dakota
Source: Photograph by H.E. Malde, USGS Photo Library, Denver, CO.
Revegetacion lenta -
strip mine de carbon Indian Head, North Dakota
Source: Photograph by H.E. Malde, USGS Photo Library, Denver, CO.
Porcion reclamada del strip mine de carbon Indian
Head, North Dakota, un año despues de cosechar
Source: Photograph by H.E. Malde, USGS Photo Library, Denver, CO.
Procesamiento de minerales
 Procesamiento
mineral para extraer un metal
especifico de un yacimiento-problemas ambientales
– Rompimiento (crushing/grinding) de la mena – produce
desperdicios finos (tailings) quedan atras y pueden ser
meteorizados y llevados por el agua
– Trazas de la mena tambien quedan atras y pueden producir
elementos dañinos: Hg, As, Cd, U – contaminan las aguas
– Quimicos usados en extraccion tambien dañinos: ej.
cianuro
– Emisiones de elementos toxicos, gases (S – lluvia acida) y
cenizas
– Daños a la salud
Pilas de tailings alrededor de Bingham Canyon
Source:Courtesy of Carla W. Montgomery.