Práctica 1

Daniela Navarro
Rodrigo Jihuaña
Christian Travezaño
Alexandra Maquera
Samuel Huamantoma
Orlando Navarro

Yacimientos de Minerales
Ubicación
La mina de Toquepala es un yacimiento ubicado en el sur del Perú.
De acuerdo a la división política del Perú, se encuentra en la
Región Tacna, Provincia de Jorge Basadre, Distrito de Ilabaya.
Coordenadas geográficas: 17º 13´Latitud Sur. 70º 36´Longitud Oeste.
Coordenadas UTM WGS´84: 19S 328 600 E y 8 092 500 N

Accesibilidad
El área de producción de Toquepala es accesible por vía
terrestre por medio de la carretera panamericana Sur,
por el punto denominado Camiara, de donde parte una
carretera afirmada de aproximadamente 72 km de
distancia, , la cual llega a la mina y por ende a su
campamento. Así mismo, con el puerto de Ilo, existe una
línea férrea de 167 km de distancia, por donde transporta
sus concentrados a su fundición y refinería, cuenta
además con un aeropuerto, para uso
exclusivo de la empresa.
.
 Se emplaza sobre colinas organizadas en alineamientos
que se desprenden de la moderna cordillera volcánica
(Andes sudoccidentales). Estos alineamientos colinosos
(o estribaciones) se organizan paralelamente,
presentando una orientación general norte-sur; están
GeomorfologÍa separados por estrechos valles secos que sirven de
colectores de una densa red de cursos menores que
Regional disecan las colinas.
El conjunto está inclinado hacia el sur, desplegándose
entre 4,000 y 2,400 m.s.n.m. La relativa homogeneidad del
basamento geológico y el clima árido imperante en toda el
área, han determinado que el relieve sea bastante
uniforme en cuanto a su fisonomía. Sólo la de-
presión tectónica asociada a la falla Incapuquio,
en la parte meridional, altera significativamente
esa uniformidad.
El yacimiento está situado en un área que fue sometida a intensa actividad ígneo-
eruptiva, de magmas riolíticos y andesíticos que se registró hace 70 millones de
años. (Cretáceo - Terciario); esta actividad produjo enormes cantidades de
material volcánico, el cual se acumuló en una serie de mantos de lavas, hasta
completar un espesor de 1,500 m, constituyendo el basamento regional, el mismo
que está compuesto por derrames alternados de riolitas, andesitas y
aglomerados, inclinados ligeramente hacia el oeste y que constituyen el llamado
“Grupo Toquepala”.

Posteriormente, la actividad ígnea fue principalmente

intrusiva y produjo grandes masas de roca en fusión que
intruyeron, rompiendo y fundiendo las lavas enfriadas
del “Grupo Toquepala”. Estas rocas intrusivas constituyen
apófisis del batolito andino que fueron emplazadas en
diferentes etapas. Debido a que provinieron de un
magma de composición química
variable, resultaron diferentes
tipos de rocas por diferencia-
ción (dioritas, dacita porfirí-
tica, etc.).
La actividad tectónica regional, que está relacionada con la formación
de la Cordillera de los Andes, está representada estructuralmente
en el área por las fallas Incapuquio, Micalaco de orientación
NO - SE y el alineamiento Toquepala. La intersección
de estas dos fallas está ubicada en el área
de la mina.

La formación de la falla Micalaco ha sido favo-

recida por el contacto volcánico intrusivo,
mientras que el alineamiento Toquepala N-S, se
habría desarrollado como subsidiaria del falla-
miento principal de orientación NO - SE y por el
levantamiento del bloque situado al norte de la falla
Micalaco; ambas fallas se interceptan en el área de la
mina y determinaron una zona extensa de debilitamiento.
Posteriormente, soluciones a elevada temperatura, resultantes de una etapa de diferenciación
magmática, atravesaron todas las rocas existentes destruyéndolas y alterando su composición
química, haciéndolas más permeables. Estas soluciones, favorecidas por el debilitamiento
preexistente, produjeron la alteración y mineralización primaria, definiéndose un estadio estable y
maduro del sistema.
Luego de las diferentes etapas de intrusión y de la secuencia de brechamiento (Chimenea de
brecha), durante las últimas manifestaciones de actividad hidrotermal, se formó una ventana
explosiva, confinada al norte del yacimiento, ventana que fue rellenada posteriormente por un
magma de composición porfirítica, con una débil mineralización que englobó fragmentos de
diferentes tipos de roca, de varias formas y tamaños (aglomerado de dacita).

Intrusiones de diques de latita porfirítica, emplazados a lo largo del

alineamiento Toquepala, representan la última fase de vulcanismo en el
sistema. A esa actividad volcánica le siguieron etapas sucesivas de
intensa erosión, asociadas a variaciones del nivel freático que
ocasionaron el lavado (Lixiviación) de la parte superior de la zona
mineralizada y una concentración de minerales de cobre en profundidad
(Zona de Enriquecimiento Secundario).
Todos estos eventos son responsables de la superficie expuesta actual.
La edad medida para el depósito de Toquepala está alrededor de los 58 a
52 millones de años.
En la zona de los cuadrángulos de Moquegua, Palca y
Pachía, esta orientación o alineamiento tectónico se
encuentra definido por grandes fallas, siendo la
principal de estas, la denominada Sistema de fallas de

GeologÍa
Incapuquio(Wilson y García, 1962).
El sistema de fallas Incapuquio comprende, en los
cuadrángulos de Pachía y Palca a las fallas Incapuquio,
Challaviento y Bellavista que forman un sistema
paralelo.
Estructural
Wilson y García han determinado que este sistema que
está orientado N 50°- 55°O, es del tipo transcurrente,
habiendo habido un movimiento de los bloques tierra
adentro hacia el NO, con relación a los bloques de la
costa. Esta interpretación la han hecho basados en la
formación de pliegue de arrastre en rocas
sedimentarias de la región. La mayor parte del
movimiento en este sistema, ha tenido lugar durante el
Terciario inferior .
El sistema de fallas Incapuquio comprende las fallas paralelas de
Incapuquio y Micalaco, las cuales tienen un rumbo de N 60° – 70° W. En la
zona de la mina Toquepala, la falla Micalaco se encuentra 5,5 km al norte
de la falla Incapuquio. La falla Incapuquio ha sido reconocida desde el
cuadrángulo de Palca, cerca al límite con Chile, hasta las inmediaciones de
la ciudad de Moquegua, lo cual le da un largo mínimo de 140 km. Esta
estructura llega a tener hasta un kilómetro de ancho compuesto por rocas
trituradas y alteradas.
La falla Micalaco, aunque su largo no ha sido reconocido en más de 21 km,
es también una zona ancha de fracturamiento, brechamiento y
cizallamiento. Ambas fallas, en gran parte de su recorrido separan bloques
intrusivos de rocas volcánica.
Existen también numerosas fallas menores, del mismo sistema y
que se encuentran localizadas entre las fallas Micalaco e
Incapuquio y, también, al norte de la falla Micalaco.

La falla Micalaco, en el área donde delimita la zona mineralizada

de la mina Toquepala, ha puesto la Serie Alta en el Sur en
contacto con el pórfido cuarcífero Quellaveco, en el norte. Se
puede interpretar este movimiento gravitacional como una serie
de bloques que han sido levantados escalonadamente hacia el NE.
 Yacimiento
(Tipo Pórfido de Cobre)

Los pórfidos de cobre son grandes depósitos de minerales de Cu muy disperso, de

baja ley y alto tonelaje. Están genéticamente relacionados con intrusiones ígneas
epizonales, generalmente félsicas y comúnmente porfiríticas. Se caracterizan por
eventos intrusivos múltiples, enjambre de diques, brechas intrusivas y diques de
cantos, donde la roca caja puede ser de cualquier tipo. Ambas pueden estar
intensamente fracturadas.
La mineralización y la alteración forman amplias zonas con cambios laterales. La
alteración supergénica puede producir una estratificación con sombreros de
hierro y zonas de enriquecimientos secundario críticas para la economía de la
explotación
Los pórfidos de cobre más importantes y representativos del sur del Perú, son:
Quellaveco, Cuajone, Cerro Verde y Toquepala
 Modelo
Generalizado
de un depósito
tipo Pórfido de
cobre
 ALTERACIÓN HIDROTERMAL
Es un fenómeno químico y termal, con la presencia de
agua caliente, vapor y gas. Ocurre a través de la
transformación de fases minerales, crecimiento de
nuevos minerales, disolución de minerales y
precipitación, y reacciones de intercambio iónico entre
los minerales constituyentes de una roca.

Las alteraciones de arcillas no se encuentran en capas

concéntricas, de acuerdo con el modelo de pórfidos
(Lowell & Gruilbert, 1970); los tipos de rocas dominados
por las agrupaciones de feldespatos-cuarzo fueron
alterados a fílico-argílico, mientras que aquellos que
contienen originalmente ferromagnesianos, fueron
alterados a biotita y clorita (Satchwell, 1983).

Estas arcillas son probablemente de origen tanto hipógeno como supergénico, y

su abundancia es debida al fuerte cizallamiento y fracturamiento, proporcionando
canales para ambos fluidos ascendentes y descendentes (Satchwell, 1983).
Tipos de alteración
ALTERACIÓN PROPILÍTICA
En las alteraciones propilíticas observadas mayormente se
aprecia una asociación de minerales de epidota, clorita,
calcita en compañía de la pirita como productos de
alteración y de reemplazamiento presentes mayormente
en diorita.
Epidota - clorita - calcita - pirita
Presente mayormente en diorita.
ALTERACIÓN ARGÍLICA SUPERGÉNICA
Caolín y arcillas
Presente en diorita y rocas volcánicas
ALTERACIÓN FÍLICA
Cuarzo - sericita - pirita.
Presente en el intrusivo de dacita y brechas en general.
ALTERACIÓN FÍLICO-POTÁSICA
La alteración potásica está asociada a enriquecimiento potásico, producto la alteración de
feldespatos y biotitas secundarias, clorita y sericita.
Está presente en el intrusivo de dacita y brecha. Todas las rocas del basamento, rocas
intrusivas han sido alteradas, a excepción de la dacita aglomerádica y diques de latita
porfirítica.
Posee una mineralización simple siendo la distribución de leyes de cobre uniforme, tanto
lateralmente como en profundidad. Los minerales económicos se encuentran en estado
de sulfuros diseminados a través de toda la roca, en pequeñas venillas rellenan vacíos o
en pequeños agregados.
Presenta una mineralogía compuesta por calcopirita (CuFeS2) y calcosita (Cu2S) como
minerales de mena; molibdenita (MoS2) como mineral de molibdeno y pirita (FeS2)
mineral de hierro no económico.
La zona de enriquecimiento secundario se encuentra en posición casi horizontal con
espesores que varían de 0 a 150 m. En el nivel intermedio 3100 se ha localizado un tope de
mineralización de yeso-anhidrita. La mineralización es del tipo mesotermal (entre 225°C -
475°C), según la clasificación de Lindgren.
 Mapa de
alteraciones de
las muestras del
yacimiento minero
Toquepala
Zonificación
 La mineralogÍa de Toquepala
Por la inyección de los fluidos hidrotermales, en el stockwork se formó una
alteración hipógena de manera concéntrica, en la parte central, de mayor
temperatura una alteración potásica con biotita, ortosa
(anhidrita- magnetita) rodea la alteración fílica con cuarzo, sericita,
a menor temperatura la propilitización con epidota- clorita, calcita.
La mineralogía de Toquepala esta representado por:

ZONA LAVADA: limonita, jarosita, goethita en fracturas

ZONA DE ÓXIDOS: prácticamente no existe
ZONA DE ENRIQUECIMIENTO SECUNDARIO: calcocina, digenita,
covelina, bornita, pirita, calcopirita, molibdenita, rellenando el
stockwork y en forma diseminada.
ZONA PRIMARIA: calcopirita, pirita, bornita, molibdenita, tetraedrita,
enargita, galena; rellenando el stockwork y en forma diseminada
Se han removido hasta la fecha 1 840 millones de toneladas cortas,
de las cuales 558 millones de toneladas fueron minerales con 1,03% Cu.
Actualmente la reserva es de 300 millones de toneladas cortas con 0,83% Cu y 0,07
/ Mo y 700 millones de toneladas cortas de mineral lixiviable insitu, en mina y
botaderos con 0,2 % Cu. El cutoff de sulfuros es de 0,3 % Cu, por lixiviación 0,1 % Cu.
 Alteración Supergena

La denudación (erosión) es un proceso geológico continuo en las

áreas terrestres elevadas por sobre el nivel del mar o por sobre el
nivel de base local de erosión; esto implica que en áreas cordilleranas
los depósitos minerales de origen hidrotermal eventualmente serán
sometidos a las condiciones oxidantes cercanas a la superficie
terrestre.
Lixiviación, es decir la remoción en solución de los constituyentes de
una roca o cuerpo mineralizado por la acción natural de aguas
percolantes.
Exhumación, El desarrollo y preservación de perfiles supergenos de
Cu y Ag son favorecidos en condiciones de clima semi-árido y bajas
tasas de erosión.
 Zonificación
Zona primaria: En Toquepala, una mineralización temprana ocurrió
con cuarzo turmalina con menos sulfuros y menos cuarzo turmalina.
La deposición de anhidrita ocurrió con la mineralización primaria y
probablemente fue fijado más azufre como sulfato en la anhidrita
que en los sulfuros.
Zona enriquecida: El límite superior fue una superficie ondulada casi horizontal y directamente en
contacto con material lixiviado. La superficie superior es irregular, en la parte central el máximo
espesor fue de 150 m y de unos pocos metros en los márgenes. Trazas de covelina y digenita,
mayormente distribuidas en la brecha angular donde hubo zonas de mayor espesor de mineral
primario.

Zonas de óxidos: Pequeñas cantidades de silicatos de cobre existieron en los afloramientos

iniciales, pero no constituyeron mena. Los principales minerales fueron la malaquita, crisocola,
cuprita y otros de menos importancia.

Zona de lixiviación: La cubierta original fue compuesta de material de lixiviación con espesores
que varían desde unos metros hasta 300 mm. Los minerales son limoniticos principalmente
hematina, goletita y jarosita.
 Mineralización
En la descripción de la mineralización de los pórfidos de
cobre, invariablemente ha de referirse a ella como
constituida por el relleno y reemplazamiento de angostas MINERALIZACION
vetillas y la diseminación de sulfuros en todo el cuerpo
mineralizado, el que a su vez es denominado chimenea de
Hematina(Fe2O3), goletita y jarosita
la brecha .En consecuencia es condición necesaria para
que un depósito sea clasificado como tal, la existencia de MalaquitaCu2CO3(OH)2,
una profusa fracturación. Este fracturamiento y la mayor o crisocola(cobre siliceo), cuprita
menor rotación o movimiento de los fragmentos así
Calcosita(Cu2S), covelina y digenita,
fracturados determinan la existencia de los diferentes
calcocita - pirita
tipos de brechas, a las que invariablemente está
relacionada toda chimenea de brecha. En Toquepala el Calcopirita(CuFeS2), pirita,
área mineralizada está restringida a la zona de mayor molibdenita(MOS2) y trazas de
fracturamiento, brechamiento y alteración; los límites bornita, escalerita y galena
laterales y de profundidad del cuerpo mineralizado están
controlados estructuralmente por el grado de
brechamiento tipo “stock work” de la roca encajonante.
Posee una mineralización simple siendo la distribución de leyes de Cu casi
uniforme, tanto lateralmente como en profundidad.
Los minerales económicos se encuentran en estado de sulfuros diseminados
y venillas a través de toda la roca, también rellenando cavidades en las
brechas. Presenta una mineralogía compuesta por calcopirita (CuFeS2) y
calcocita (Cu2S) como minerales de mena; molibdenita (MOS2) como mineral
de molibdeno y pirita (FeS2) mineral de fierro no económico. La zona de
enriquecimiento secundario se encuentra en posición casi horizontal con
espesores que varían hasta 45 m. En mina Toquepala existe un material de
leach (Mineral de baja ley), el cual tiene una ley de 0.25% de cu y es lixiviado
en pilas de lixiviación, de igual forma el mineral primario está compuesto por
brechas angulares en el cual esta incrustado el Cu, el cual tiene una ley
promedio de 0.65% de cu.
¿Cómo afecta estas alteraciones
a la Mina Toquepala?
Se desarrollaron cuatro etapas de alteración hidrotermal y
mineralización en los últimos años.
En primer lugar, se tuvo la “Etapa temprana”, que fue asociada al
pórfido granodiorítico. Aquél pórfido fue observado en clastos del
complejo de brechas hidrotermales, varias generaciones de vetillas
de cuarzo, feldespato potásico, albita, biotita, anhidrita y bornita con
halos de alteración. Vetillas sinuosas e irregulares de 1 a 8 mm del
tipo A. Hacia los márgenes: alteración propilítica poco desarrollada
con clorita.
En segundo lugar, se observó la “Etapa turmalina”, relacionada con
procesos de formación de brechas del depósito.
No hubo mineralización de sulfuros asociados.
Aquí se empieza a reconocer dos tipos de alteración, la primera en clastos con reemplazo
casi total de sericita y cuarzo y en la segunda la matriz es alterada por turmalina
y cuarzo.
En tercer lugar, se halló la “Etapa principal”, introducción de mineralización de Cu y Mo
con presencia de vetillas de cuarzo con molibdenita-calcopirita, brechas de molibdenita
y en menor porcentaje vetillas de magnetita.
La pirita es extraña y correspondió a vetillas de tipo B. Las brechas de Mo y vetillas de cuarzo-calcopirita y
molibdenita tienen la mayor parte del Mo en Toquepala. El Mo aumenta con la profundidad y las vetillas de
calcopiritapirita disminuyen.
Finalizando en la “Etapa tardía”, que fue la fase hidrolítica del depósito donde
se introducen las vetillas y vetas de cuarzo-sericita y pirita con halos de
sericita y menores porcentajes de anhidrita. También existió vetillas de
cuarzosericita-andalusita-pirita con halos de sericita y localmente hay
una alteración pervasiva que afecta al pórfido.
 La actividad
tectónica regional
Está relacionada a la formación de la Cordillera de los
Andes, estructuralmente representada en el área de
Toquepala por la Falla Micalaco y por el Alineamiento
Toquepala. La intersección de estas dos fallas está
ubicada en el área de la mina. Posteriormente,
soluciones hidrotermales de alta temperatura,
resultado de un estado de diferenciación magmática,
fluyeron a través de las rocas existentes, destruyendo
y alterando su composición química, haciéndolas más
permeables.
Estas soluciones favorecidas por un intemperismo preexistente produjeron la alteración
y mineralización primaria. Los diferentes eventos intrusivos de Dacita Porfiritica dieron
origen a un sistema de estructura de Brechas (Brecha Pipe mineralizada), y Brechas de
colapso, parcialmente mineralizada. Un evento ígneo tardío tuvo lugar inmediatamente al
norte del yacimiento, caracterizado por actividad eruptiva explosiva e hidrotermal,
constituido por una diatrema que fue rellenada por los fragmentos de rocas
preexistentes y un magma de composición dacitica, por lo que se le denomina Pórfido de
Dacita Aglomerado.
Cerrando el ciclo de actividad intrusiva ocurrieron Diques de Latita porfirítica y
de Dacita que se emplazaron a lo largo del Alineamiento Toquepala, y
atravesaron todas las rocas existentes. Esta actividad intrusiva - volcánica fue
seguida por sucesivos estados de intensa erosión, asociados a variaciones del
nivel de agua que contribuyeron en la lixiviación de la parte superior de la zona
mineralizada, dando como resultado una concentración de cobre en profundidad
(Zona de enriquecimiento secundario).
Todos estos eventos son responsables
de la superficie expuesta actual.
El desarrollo de los diferentes tipos de
brechas, aglomerados y diques de latita
está relacionado en tiempo con la
alteración hidrotermal y mineralización del
depósito, y ambas series de eventos
ocurrieron posteriormente o fueron
contemporáneos con las intrusiones de
pórfido dacítico.
La teoría de deposición mineral de origen hidrotermal, se
funda en 3 factores principales:
1° Una fuente de soluciones minerales,
2° La existencia de canales por los cuales fluyen estas
soluciones
3° La existencia de espacios para la deposición de
mineral y ganga.
En el depósito de Toquepala se ha reconocido la
existencia de 5 tipos de brechas de origen hidrotermal,
comúnmente descritas y reconocidas en la mayoría de
los pórfidos de cobre conocidos. Tales tipos de brecha
son:
1° Brecha de ruptura
2° Brecha de colapso
3° Brecha intrusiva
4° Brecha magmática residual
5° Brecha de Turmalina
 Brechas de ruptura
Se caracteriza esencialmente por un intensivo fracturamiento de la roca; estas fracturas se
intersectan en ángulos agudos y orientados sin un patrón definido, mientras que los buzamientos
son casi verticales o con ángulos muy altos.
En Toquepala esta brecha se localiza en la porción central del depósito y ocupa una considerable
área del actual tajo abierto.

Brechas de colapso
Su característica principal está determinada por el ensanchamiento de las fracturas por
alteración, así como un definido movimiento en los fragmentos.
En Toquepala éste tipo de brecha es el conocido con el nombre de “ore breccia”. En el mapeo
original del depósito, este tipo de brecha ocupaba una gran porción del llamado “cráter” Los
trabajos de explotación del depósito han obligado a restringir su distribución a alineamientos bien
definidos.
 BRECHA INTRUSIVA

La característica principal la constituye el redondeamiento de los fragmentos, cementados

por una final matriz generalmente constituida por la misma roca finamente pulverizada. Los
tamaños del 63 fragmento pueden variar desde muy pequeños, sub – microscópicos hasta
varias pulgadas de diámetro. El proceso de atrición que origina la matriz de éstas brechas
implica una continuada rotación y traslación de los fragmentos, lo que constituye su
característica principal.
En el depósito de Toquepala, esta brecha se ubica en la parte norte del actual tajo abierto. De
forma groseramente ovalada, tiene un diámetro mayor de 800 pies, orientado de NE a SW, y
un diámetro menor de 500 pies.
 BRECHAS MAGMATICAS RESIDUALES
Y BRECHAS DE TURMALINA
Se les describe juntas ya que se originan por procesos ubicados entre las últimas
manifestaciones hidrotermales. Se les considera inter – minerales hasta post –
minerales. La primera se caracteriza por la presencia de una moderada actividad
intrusiva.
En Toquepala éste tipo está representado por la llamada “dacita aglomerádica”
Las brechas de turmalina, como su propio nombre lo indica, están constituidas por
fragmentos angulosos y alterados hidrotermalmente, de rocas, cementadas por
una matriz de cuarzo y turmalina.
En Toquepala, forman 2 chimeneas (C° Azul), (C° Toquepala), distante unos 4
kilómetros entre sí, teniendo al medio el tajo abierto.
Posee una mineralización simple siendo la distribución de
leyes de Cu casi uniforme, tanto lateralmente como en
profundidad. Los minerales económicos se encuentran en
estado de sulfuros diseminados y venillas a través de toda la
roca, también rellenando cavidades en las brechas. Presenta Zonas de
mineralización
una mineralogía compuesta por calcopirita (CuFeS2) y
calcocita (Cu2S) como minerales de mena; molibdenita
(MOS2) como mineral de molibdeno y pirita (FeS2) mineral de
fierro no económico. La zona de enriquecimiento secundario
se encuentra en posición casi horizontal con espesores que
de la mina
varían hasta 45 m. En mina Toquepala existe un material de
leach (Mineral de baja ley), el cual tiene una ley de 0.25% de Toquepala
cu y es lixiviado en pilas de lixiviación, de igual forma el
mineral primario está compuesto por brechas angulares en
el cual esta incrustado el Cu, el cual tiene una ley promedio
de 0.65% de cu.
Gracias