Signatura geoquímica de los sulfuros de mena y ganga en el yacimiento de Chuquicamata subterráneo, Chile

Abstract

Los depósitos de pórfido Cu-Mo son una de las fuentes más importantes de Cu, Mo, Re y también de otros elementos traza como Au y Ag. A pesar de que la calcopirita, bornita y pirita son los sulfuros más comunes en este tipo de depósito, su signatura geoquímica se encuentra poco identificada. En particular, existe poca información acerca de la partición de elementos traza en los diferentes sulfuros de Cu-(Fe) durante los eventos de alteración hidrotermal y su vínculo como herramienta de exploración. En este estudio, reportamos una base de datos geoquímica de calcopirita, bornita y pirita en el pórfido Cu-Mo Chuquicamata, ubicado en el norte de Chile. El objetivo de este estudio, el cual se encuentra enfocado en la nueva mina Chuquicamata Subterránea, fue el de evaluar cómo la presencia y asociación de elementos traza de cada uno de los sulfuros se relaciona con las diferentes alteraciones hidrotermales en el depósito. El estudio integra observaciones petrográficas de detalle, datos de análisis mediante microsonda electrónica (EMPA) y espectrometría de masas por plasma inductivamente acoplado con ablación láser (LA-ICP-MS) de los distintos sulfuros, en muestras obtenidas a partir de seis sondajes representativos del yacimiento, que interceptan las alteraciones cloríticas, potásica de fondo, potásica intensa y cuarzo-sericita. Los resultados microanalíticos muestran que la calcopirita, bornita y pirita contienen un amplio rango de elementos traza, los cuales pueden variar de manera significativa entre las diferentes alteraciones hidrotermales. La calcopirita, por ejemplo, es un buen huésped de Se (≤ 11.000 ppm), Ag (≤ 45,1 ppm), Bi (≤ 25,9 ppm) e In (≤ 22,8 ppm). Las mayores concentraciones de Se e In en la calcopirita se encuentran asociadas a la alteración potásica de fondo, la cual corresponde a la de mayor temperatura, mientras que las menores concentraciones de estos dos elementos se encuentran asociadas con la alteración cuarzo-sericita que es de más baja temperatura. La bornita, por otra parte, corresponde al mayor huésped de Ag (≤ 752 ppm) y Bi (≤ 2.960 ppm) en el depósito, sin embargo, no se observaron correlaciones entre estos dos elementos en función de la alteración. En contraste, las altas concentraciones de Ag y Sn en bornita se encuentran asociadas con la alteración potásica intensa, mientras que concentraciones más bajas de estos dos elementos se encuentran asociadas con la alteración potásica de fondo. En los sulfuros analizados, la pirita corresponde al mayor huésped de elementos traza, con concentraciones significativas de Co (≤ 1.530 ppm), Ni (≤ 960 ppm), Cu (≤ 9.700 ppm) y Ag (≤ 450 ppm). Las concentraciones de Co, Ni, Ag y Cu en la pirita varían en las diferentes alteraciones: altas concentraciones de Ag y Cu se encuentran relacionadas con la alteración de alta temperatura (potásica de fondo), mientras que altos contenidos de Co se encuentran asociados con la alteración de menor temperatura (clorítica). Los datos obtenidos indican que las concentraciones de elementos traza en calcopirita, bornita y pirita variaron en función de la alteración hidrotermal, y fueron probablemente resultado de cambios en las condiciones fisicoquímicas gobernantes durante la precipitación de los sulfuros (ej., temperatura, pH, O2 y/o la presencia de fases co-cristalizantes). En general, los resultados presentados en esta tesis proporcionan nueva información acerca de la partición de elementos traza en los distintos sulfuros de Cu-(Fe) en el depósito, y como éstos se relacionan con los principales eventos hidrotermales y de mineralización, controlando el budget elemental en Chuquicamata. En particular, nuestros datos muestran que las razones elementales en calcopirita (ej., Se/In) y pirita (ej., Ag/Co y Co/Cu) tienen un potencial de aplicación prometedor para vectorizar hacia la mineralización del pórfido y explorar zonas con recursos de mayores leyes.