Skarns y depsitos tipo

skarn

Black limestone cut by green garnet veins with pyroxene wollastonite envelopes - Antamina, Peru

http://www.wsu.edu:8080/~meinert/skarnHP.html

Definicin de Skarn

Es una vieja palabra de la minera sueca quese refiere a una ganga desilicatos (anfboles, piroxenos, granates, etc.) de ciertos depsitos dehierro y sulfuros de edad Arcaica, particularmente aquellos que hanreemplazado calizas y dolomitas con introduccin de grandescantidadesdeSi, Al, Fe y Mg

Algunoslausan como sinnimodetactita.

No implica presencia o ausencia de mineralizacin

Si haymineralizacin= Depsitodetipo skarn

SKARN

Roca granular consistente en silicatos de Ca

(e.g., granate, piroxeno, anfbol); no implica

presencia o ausencia de mineralizacin

Se refiere a una asociacin de silicatos de calcio y

metales asociados, cuyo origen es el resultado de

procesos que involucran un reemplazamiento

metasomtico e hidrotermal, tambin llamados

pirometasomticos, relacionados en tiempo y espacio

al enfriamiento de cuerpos gneos cidos a

intermedios, y a la accin de las emanaciones

magmticas que reaccionan con la roca de caja

carbonatada.

Caractersticas generales

Formadospor metamorfismo regional o decontactopor procesos metasomaticos que involucran fluidosmagmaticos, metamorficos, meteoricosy/omarinos

(?)

Cerca a intrusiones, a lo largo de fallas y zonas decizalla, en sistemas geotermales superficiales, en elfondo ocenico y a profundidad en cortezacontinental

En todos los continentes y en rocas de todas las

edades (especialmente Mesozoicos)

Principalmente en calizas

Pueden formarse adems donde las calizas no

estn, virtualmente en cualquier clase de roca:

arenisca, lodolita, granito, basalto, komatiita

Tomado de:http://www.geovirtual.cl/depos/02skarn01.htm

Forma y tamao

Los depsitos son relativamente pequeos

Distribucin de manera irregular y altamente variadaalrededor de los centros de actividad gnea.

Incluye cuerpos estratiformes y tabulares, pipasverticales y lentes estrechos y zonas irregulares demena que son controladas por los contactosintrusivos.

Skarn de Au Hedley

Rocas asociadas

Rocas carbonatadas y sedimentos

Se desarrollan mejor en los bordes de masas

intrusivas de composicin intermedia, como

granodioritas y monzonitas.

Adyacentes al contacto, en rocas relativamente no

reactivas como las cuarcitas pueden no tener ningn

cambio, mientras que otras como las calizas pueden

ser alteradas varios kilmetros.

Las nuevas rocas que se forman son generalmente de

grano muy fino y se denominan hornfelsas.

MineralogaPrimera fuente mundial de tungsteno (W), grandes productores de cobre, hierro,molibdeno y zinc y una fuente menor de cobalto, oro, plata, plomo, bismuto, estao,berilio y boro.

Son fuente de minerales industriales tales como:

grafito, asbesto, wollastonita, magnesita, flogopita, talco y fluorita

Los principales minerales de mena (altamente variables de un depsito a otro) son:

Molibdenita magnetita esfalerita galena

Calcopirita bornita pirita arsenopirita

Marcasita wolframita scheelita.

Secundarios pirrotina, casiterita, hematites, oro y sulfosales de bismuto y plata

Los minerales de ganga estn representados por

granates, piroxenos, olivino, piroxenoide, anfboles, epidota y plagioclasa

Caliza (Ca) Dolomita (Mg)

Grosularia Ca3Al2(SiO4)3

Wollastonita CaSiO3

Hedenbergita CaFeSi2O6

Epidota Ca-Fe-Al-Si

Tremolita Ca2Mg5((OH F)Si4O11)2

Serpentina Mg6(OH)8Si4O10

Dipsido CaMgSi2O6

Forsterita Mg2SiO4

Metales extraidos de los skarns

Fe, W, Cu, Zn, Pb, Mo, Ag, Au, Sn U, REE, F, B

Hasta 1900 una de las principales fuentes de Cu y Fe

An la mas importante fuente de W (50% de la produccin mundial)

Algunas veces se explota para Au

Depsitos de Skarn

Temperatura de600650C, menor en skarnsdePb-Zn

Presin uno a varios kilobares

Muchos asociados con prfidos cuprferos sugieren nivelesrelativamentesomerosymenores temperaturas

Los minerales calcosilicatados dipsido (clinopiroxeno),

andradita (granate clcico) y wollastonita (piroxenoide) son los

dominantes en skarn mineralizados e indican, junto con otras

evidencias, que el rango de formacin de skarn es en general de

400-600C.

Ambiente tectnicoArcos de islas Mrgenes

continentales

Relacin entre la composicin de rocas

gneas y el metal dominante

Los metales asociados a skarns dependen principalmente de la fuente de los magmas y del marco tectnico de la regin

Skarns y profundidad de formacin

W

ZnCu

Clasificacin

De acuerdo con el tipo de material primario y la

asociacin de silicatos

a) Skarn magnesiano si la roca reemplazada es

dolomita y los silicatos son magnesianos (forsterita,

serpentina y dipsido)

b) Skarn clcico si la roca reemplazada es caliza y los

silicatos son de Fe-Ca (andradita, hedenbergita,

grosularia, wollastonita, tremolita, epidota)

La tendencia moderna es a adoptar clasificaciones descriptivasbasndoseen el metal econmico dominante.

Sietetiposprincipalesdeskarn:

FeWPb-ZnCuSnMoAu

Otros: F, C, Ba, Pt, U, REE

Clasificacin Econmica de losSkarns

Volumen y tenor de los skarn de

acuerdo al metal producido

Metal Volumen

(Millones/Ton)

Tenor (%)

Fe 2-10 o 40-300 30-60

W 1-22 0.5-1.6

Cu 1-50 0 50-600 1

Pb-Zn 20 4-18 (Zn)

1-10 (Pb)

Mo 10 0.5-1

Sn 20-30 0.1-0.7

Maneras de formar skarns

Recristalizacin metamrfica (isoqumica con prdida de CO2, H2O,SO2, etc., cambios mineralgicos reflejando el protolito y circulacindefluidosaalta temperatura) --> Cornubianadecalco-silicatosIncluyeademsel desarrollo de: mrmol, cuarcitas, skarn dereaccin,skarnoides, talcoywollastonitahacia laperiferia.

Difusin deelementosen un fluido

Infiltracin de fluidos conteniendo especies exticas (e.g., Si, Fe)con respecto a la litologa infiltrada (e.g., caliza) --> Skarn deinfiltracin (variasdecenasdemetrosdeancho)

Ca3Fe2(SiO4)3

Interaccin Magma

roca husped Calentamiento de la roca husped y sus fluidos -->

gradiente de T alrededor de la intrusion

Volatilizacin de los componentes de la roca

husped ( CO2, adems H2O, S, etc.)

Interaccin y reaccin de fluidos magmticos con la

roca husped y sus fluidos as como con fluidos

metericos infiltrados desde arriba

Etapas de formacin

de un Skarn

Metamrfica. Recristalizacin metamrfica isoquimica. Cornubiana

Prograda. Silicatos clcicos anhidros Istopos de oxigeno en granate y piroxenos son

compatibles con fluidos magmticos

Retrograda. Silicatos hidratados Istopos de Oxigeno e hidrogeno de los minerales

retrogrados indican participacin de fluidos metericos

Etapa Metamrfica

Volatilizacin: CaCO3 --> CaO + CO2 (g)

Cambio de Volumen, porosidad

Facilita la infiltracin de fluidos

Etapa ProgradaReaccin de los fluidos magmaticos, usualmente ricos en Si-Fe, con carbonatos

CaO(s) + FeO(aq) + 2SiO2(aq) --> CaFeSi2O6hedenbergita

3CaO(s) + Fe2O3(aq) + 3SiO2(aq) --> Ca3Fe2(SiO4)3andradita

Formacin de silicatos clcicos anhidros (principalmente granate, piroxeno) a T ~750-400C.

Magnetita se forma en skarns magnesianos Zonacin Mineralgica

Istopos de oxigeno en granate y piroxenos son compatibles con fluidos magmticos

Hedenbergita

CaFeSi2O6

Inosilicato

Grupo: Piroxenos

Clinopiroxenos de Ca

Diopsido

Augita

AndraditaCa3Fe2(SiO4)3

Nesosilicato

Grupo: Granate

Piropo

Almandino

Espesartina

Grosularia

Uvarovita

Prograde stage mineral zoning

intrusion

zone

grenat

zone

py roxne

zone

wollastonite

idocrase

marbre

calcaire

calcite

Zonacin mineral en la etapa prograda

Cu skarnsproximal distal

GARNETbrown green-yellow

PYROXENElight color(high-Mg)

dark color(high-Fe)

Estado de oxidacin del hierro

zonacin tiempo y espacio

Mineralogia

Relacin Gar/px

Gar color + composicin

Px color + composicin

Pyroxenoide distal -

vesuvianita

Relacin de metales

Proximal: CuMoW

Distal: Mn-Pb-Zn-Ag-

Au

Zonacion skarn Cu

La zonacin generalizada esta marcada por un incremento en larelacin piroxeno/granate alejndose del contacto gneo y laocurrencia de idocrasa (o la ocurrencia deun piroxenoide tal comowollastonita, bustamita o rodonita) en el contacto entre el skarn yel mrmol.

El granate es comnmente rojo oscuro a caf en las zonasproximales, y sevuelvemascaf claro en las zonasmasdistales, yes verde plido cerca al contacto con el mrmol (Atkinson yEinaudi, 1978).

El piroxeno no presenta un cambio tan pronunciado en el color,pero tiene un incremento progresivo en el contenido de hierro y/omanganeso hacia el contacto con el mrmol (Harris y Einaudi,1982).

Etapa Retrograda

Enfriamiento que involucra fluidos metericos, oxidantes (circulacin de aguameterica muy oxigenada), minerales anhidros progrados ricos en CO2 substituidospor silicatos hidratados (e.g., clorita, epidota, anfibol), xidos de hierro (magnetita,hematita), calcita, cuarzo

5CaFeSi2O6 +H2O +3CO2 --> Ca2Fe5Si8O22(OH)2 +3CaCO3 +2SiO2hedenbergita actinolita

3CaFeSi2O6 +1/2O2 +3CO2 --> Fe3O4 +3CaCO3 +6SiO2hedenbergita magnetita

Ca3Fe2(SiO4)3 +3CO2 --> Fe2O3 +3CaCO3 +3SiO2andradita hematita

T

Halos de intensa alteracin retrograda en venas cortando a travs de de un skarn de granates progrados (rojo-caf) y piroxenos (bronce claro. En muchos casos, los halos de las venas podran coalescer y obliterar completamente al granate y piroxeno progrado.

Continental Mine (New Mexico, USA)

Alteracin Retrograda

Etapa de

progrado

minerales

anhidros

Etapa de

retrogrado

minerales

hidratados

Presentes en casi todos los skarns

Granate

Piroxeno

Anfibol

Cuarzo

Comunes

Olivino

Wollastonita

Epidota

Actinolita

Mas Locales

Escapolita

Zeolita

Plagioclasa

Mineralogia

Alteracin de la roca encajante, generalmente carbonatada

Puede clasificarse de acuerdo a la mineraloga dominante

Usualmente presenta una zonacin tanto de silicatos como de minerales de mena

Exoskarn

Alteracin de la roca intrusiva

Puede presentar zonacin desde minerales potsicos (primarios?) hasta clcicos en el contacto

Biotita -> anfibol -> piroxeno -> granate (hacia el mrmol)

Puede fusionarse con el exoskarn

Endoskarn

Zonacin mineral en la etapa prograda

Granate rojo oscuro a caf Granate verde plido

Piroxeno incrementa contenido de Fe y/o Mn

-Presin (profundidad de formacin)-Estado de oxidacin del magma (fugacidad de oxgeno)-Grado de diferenciacin del magma (cristalizacin fraccionada)-Tiempo de separacin del fluido (fase voltil del magma respecto a la cristalizacin del plutn)

Los depsitos minerales de tipo Skarn son yacimientos dereemplazo metasomtico caracterizados por la presencia de minerales calcosilicatados fanerticos de grano grueso, de Ca, Fe, Mg y Mn.

Reemplazan selectivamente a rocas carbonatadas y pueden asociarse con mineralizacin metlica deW, Cu, Zn, Pb, Sn, Fe-Ca y menor Au-Ag.

Los factores relevantes que controlan la evolucinhidrotermal delos sistemasdetipo skarn son:

Tipos de skarn y factoresH

ost ro

ckox

idation

sta

te

dep

th

Pluton oxidation state

Cu

Au

WMo px>gar

gar>pxFe3+ garMg-rich px

Bio hfelsPx hfels

Limolita calcrea

Caliza

Dolomita

gar

px

px

ol ol

Ca-sil (gar)

Ambiente reductor Ambiente oxidante

Zonacin y rocas encajantes

Magma fO2

fO2

Hematita

Titanita

Magnetita

Ilmenita

La mayoria de prfidos Cu

Etapas de mena en skarn

Etapa Prograda: scheelita (CaWO4),

magnetita (skarns magnesianos), sulfuros

CaCO3 + H2WO4 --> CaWO4 + H2O +CO2

Etapa Retrograda: la mayora de sulfuros,

oro y 2da generacin de scheelita

La mayoria (asociados con depsitos de tipo prfido)Calco-alkalinas

Stocks Granodiorita a monzogranito

Mrgenes continentalesMesozoicos y terciarios

Arcos de islas

Cuarzo diorita a monzogranitos

Skarn de Cu

Skarn Mina Rio Frio Semillero de investigacin en metalografa y petrografa

Cpy

Hm

Bn

Cpy

Cc

Cv

Cpy

Cb

hm

mt

5-15 g/t Au (Au Bi Te As asociacin geoquimica)

Usualmente en protolitos ricos en clstos

Skarn de grano fino

Dominado por piroxeno rico en hierro (>Hd50)

Zonas proximales conteniendo granate

Zonas distales/tempranas con cornubiana de biotita feldspato K

Feldspato K, escapolita, vesuvianita, apatito, anfibol

Skarns de oro: reducidos