Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Texturas y geoquímica de elementos traza en minerales de mena en mineralizaciones polimetálicas alojadas en cuerpos de Skarn del distrito de Morococha, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-28) Culqui Puerta, Johann Purificación; Torró I Abat, LisardEl crecimiento exponencial de las economías emergentes y la innovación tecnológica dan lugar al aumento de la demanda mundial de los denominados metales críticos dentro de los que encontramos el indio (In), germanio (Ge) y galio (Ga). Comprender sus expresiones mineralógicas y su distribución espacio-temporal en yacimientos minerales facilitará su exploración y explotación. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo caracterizar texturalmente muestras de mena y contextualizar espacio-temporalmente las concentraciones de In, Ge y Ga en algunas fases en mineralizaciones polimetálicas alojadas en cuerpos de skarn (Ombla Inferior, Porvenir y Manto Italia) del distrito minero de Morococha. Un total de 23 secciones gruesas pulidas fueron estudiadas mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. La composición química de esfalerita, calcopirita y galena fue determinada mediante microsonda electrónica y ablación láser conectada a espectrometría de masas de sector magnético acoplada inductivamente a una fuente de plasma. En Ombla Inferior se identificaron dos estadios de mineralización: 1) skarn hidratado (serpentina y magnetita) y 2) mineralización polimetálica (pirrotina, pirita, esfalerita, calcopirita y trazas de marcasita, bornita, tennantita, wittichenita, bismutinita, tsumoíta y covelina). Porvenir se caracteriza por la presencia mayoritaria de serpentina, magnetita y esfalerita. En Manto Italia, el estadio de skarn hidratado/reemplazamiento de carbonatos presenta una primera sub-etapa dominada por magnetita, pirrotina, arsenopirita y pirita y una segunda sub-etapa que comprende esfalerita, galena y calcopirita. Se identificaron hasta 2 generaciones de esfalerita en Ombla Inferior y Manto Italia. La primera generación se caracteriza por presentarse en forma de diminutas inclusiones en forma de estrella diseminadas en calcopirita con macla de transformación y, principalmente, en forma de masas anhedrales conteniendo finas diseminaciones orientadas de calcopirita, mientras que la segunda generación se caracteriza por no presentar calcopiritosis. En las muestras estudiadas, la esfalerita es el principal mineral hospedador de In y Ga con concentraciones de hasta 459 y 169 ppm, respectivamente. El Ge presenta concentraciones muy bajas en todas las fases mineralógicas estudiadas (<2 ppm). Las secuencias paragenéticas de los cuerpos polimetálicos estudiados reflejan que las concentraciones más elevadas de In aparecen en la segunda generación de esfalerita, mientras que los contenidos más elevados de Ga se dan predominantemente en esfalerita de la primera generación. La estequiometría y la correlación positiva entre las concentraciones molares de In y Cu en proporciones ~1:1 sugieren que el principal mecanismo de incorporación del In en la estructura cristalina de la esfalerita es una sustitución acoplada Cu+ + In3+ <-> 2Zn2+. En tal sentido, la disponibilidad de Cu en los fluidos mineralizantes del distrito de Morococha a partir de los cuales cristalizó la esfalerita jugó un papel importante en la distribución del In a lo largo de la secuencia paragenética y el distrito.Ítem Texto completo enlazado Texturas y composición de elementos traza en esfalerita de mena de yacimientos tipo Mississippi Valley: yacimientos de San Vicente y Shalipayco, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-28) Millán Núñez, Andrea Julieta; Torró I Abat, LisardEl germanio (Ge) y el galio (Ga) son elementos estratégicos esenciales para la producción de tecnologías digitales y medioambientalmente sostenibles. Por este motivo, en los últimos años ha crecido su demanda, a la par que el interés por conocer sus concentraciones en diversas tipologías de yacimientos minerales. En la presente investigación se llevó a cabo un análisis petrográfico de muestras de mena de los depósitos tipo Mississippi Valley (MVT) de San Vicente y Shalipayco con el objetivo de catalogar las diferentes generaciones y tipos texturales de esfalerita, que en yacimientos MVT es el principal mineral portador de estos dos elementos estratégicos. El estudio petrográfico sirvió de base para la contextualización paragenética de los análisis geoquímicos de elementos mayoritarios, minoritarios y traza utilizando microsonda electrónica y LA-ICP-MS. Se identificaron 7 generaciones/tipos texturales de esfalerita en las muestras de San Vicente. Éstas se diferencian principalmente por su color en muestra de mano y el color de sus reflejos internos, así como por sus relaciones texturales con otras generaciones/tipos texturales de esfalerita y/u otros minerales presentes en las muestras estudiadas bajo el microscopio de luz reflejada. Se encontraron concentraciones destacables de Ge (de hasta 1861 ppm) y Ga (de hasta 997 ppm). En San Vicente, las mayores concentraciones de Ge (rango intercuartil [RIC] = 1207-39 ppm) y Ga (RIC = 200-5 ppm) fueron encontradas en esfalerita de color naranja. En Shalipayco, las concentraciones más elevadas de Ge fueron encontradas en esfalerita marrón amarillenta (RIC = 510-56 ppm) y las de Ga, en esfalerita amarilla parduzca (RIC = 23.14-0.16 ppm). En ambos depósitos, la esfalerita más rica en Ge ocupa una posición intermedia a tardía en las respectivas secuencias paragenéticas. Teniendo en cuenta correlaciones entre proporciones molares de los elementos analizados se concluye que la incorporación de Ge y Ga en la estructura cristalina de la esfalerita fue mediante substituciones acopladas como 3Zn2+ <-> Ge4+ + 2Ag+, (Cu + Ag) +1 + (In + Ga) +3 + (Sn + Ge) +4 <-> 4Zn2+ y (Cu + Ag)+1 + Ga+3 + (Sn + Ge) +4 <-> 4Zn2+. Los resultados obtenidos refuerzan la idea de que los depósitos MVT son particularmente atractivos para la exploración de metales y metaloides estratégicos como Ga y Ge.Ítem Texto completo enlazado Texturas y geoquímica de elementos traza en minerales de mena del yacimiento de sulfuros masivos volcanogénicos de María Teresa, Huaral, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-14) Ortiz Benavente, Brayam Andre; Torró I Abat, LisardLos yacimientos tipo sulfuro masivo volcanogénico (VMS) son una fuente importante de Zn, Cu, Pb, Ag y Au y, además, pueden contener concentraciones relevantes de elementos como In, Ge y Ga, considerados críticos por organismos internacionales debido a su gran demanda, importancia económica y riesgo de suministro. A pesar de ello, son de interés marginal para la mayoría de empresas mineras que operan en el país. En el presente trabajo de investigación se ha desarrollado una caracterización petrográfica de la mineralización en el yacimiento VMS de María Teresa en Huaral (Lima) como base para la determinación de la composición de elementos mayoritarios, minoritarios y traza en esfalerita, galena, calcopirita y cobres grises. Las mediciones de ablación láser acoplada a espectrometría de masas con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (LA-ICP-MS) indican que In y Ga se concentran principalmente en esfalerita (rango intercuartil Q1-Q3 [RIC] de 4.39-79.4 ppm y hasta 415 ppm In, y RIC de 10.6-31.9 ppm y hasta 94.2 ppm Ga). La concentración de Ge es sistemáticamente baja en los cuatro minerales analizados, a excepción de concentraciones localmente elevadas en calcopirita de hasta 79.6 ppm. Las correlaciones entre concentraciones de elementos traza sugieren que In y Ga se incorporaron a la red cristalina de la esfalerita a través de sustituciones acopladas que involucran Cu y, de forma subordinada, también Sn y Ag. La disponibilidad de Cu, favorecida en fluidos mineralizantes de relativamente alta temperatura (>300 °C), es, por lo tanto, fundamental para el enriquecimiento de In y Ga en esfalerita. En cuerpos de sulfuro masivo que han experimentado “zone refining”, la esfalerita más rica en In se forma dentro o cerca de la zona de calcopirita en el núcleo del cuerpo. En María Tersa, los valores de In, Ge y Ga son sub-económicos; sin embargo, el estudio de su distribución permitió determinar vectores guía para la exploración de VMS.Ítem Texto completo enlazado Composición isotópica de azufre en sulfuros y de azufre y oxígeno en anhidrita masiva en el yacimiento de ZN-PB-AG-IN-SN-CU de Ayawilca, Pasco, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-06) Ramírez Briones, Johan Santiago; Torró I Abat, LisardLos yacimientos de tipo Cordillerano se desarrollan típicamente en las zonas periféricas y someras de sistemas tipo pórfido Cu(-Mo), o bien se superponen a estilos de mineralización de mayor temperatura durante el retraimiento térmico del sistema. En estos sistemas, los estudios isotópicos constituyen un excelente medio para trazar el origen de los fluidos hidrotermales asociados a la mineralización polimetálica y el origen de los metales. El depósito de Zn-Pb-Ag-In-Sn-Cu de Ayawilca en Pasco, Perú, aloja una mineralización de tipo Cordillerana con un recurso indicado de 19.0 Mt con 7.2 % Zn, 0.2 % Pb y 16.8 g/t Ag, un recurso inferido de 47.9 Mt con 5.4 % Zn, 0.4 % Pb y 20 g/t Ag, y un recurso inferido adicional de 8.4 Mt con 1.0 % Sn. Se han descrito 2 estilos de mineralización polimetálica: mantos de reemplazamiento y vetas. Ambos estilos están hospedados predominantemente en rocas carbonatadas del Grupo Pucará y en menor medida, en rocas detríticas del Grupo Goyllarisquizga. El presente estudio tiene como objetivo reevaluar las condiciones físico-químicas durante la mineralización, trazar el origen del S en los fluidos asociados a la mineralización económica y discutir el origen de niveles de anhidrita masiva hallados cerca del yacimiento. A partir de relaciones texturales y geoquímica mineral, se determinó que la mineralización de sulfuros durante el estadio A (predominantemente, pirrotina y esfalerita rica en Fe) comenzó a relativamente baja fugacidad de azufre (10-11-10-9 atm) en condiciones reductoras (fugacidad de oxígeno máxima entre 10-31 y 10-30 atm). Durante la etapa A, el sistema experimentó un descenso en la fugacidad de oxígeno hasta valores de 10-34 a 10-33 atm, probablemente como resultado de un eficiente tamponamiento por re-equilibrio químico entre los fluidos oxidantes y dolomías del Grupo Pucará y las subyacentes pizarras carbonosas del Grupo Excelsior. El posterior sellado de las estructuras mineralizadas y el agotamiento de la capacidad reductora de la roca caja durante el estadio A favoreció la evolución del sistema a un estado de sulfuración intermedia (estadios B – predominantemente pirita y marcasita – y C – predominantemente esfalerita con bajo a moderado Fe, galena, sulfosales de Ag, carbonatos Mn-Fe, caolinita, dickita y sericita). Se realizó termometría isotópica en pares minerales (sulfuros) en mantos de reemplazamiento y vetas. Las temperaturas resultantes son incoherentes y reflejan desequilibrio isotópico. El rango de valores de δ34S (-0.4 +6.2 ‰) en sulfuros es comparable con el de otros yacimientos polimetálicos (Providencia, Casapalca, Pasto Bueno, Cerro de Pasco, Colquijirca, San Cristóbal, Morococha, Galera), en los que el δ34S abarca un rango estrecho de valores casi en su totalidad positivos y/o cercanos al 0 ‰. El enriquecimiento en 34S determinado para el S total en los fluidos hidrotermales responsables de la mineralización de sulfuros en los mantos de reemplazamiento durante el estadio A en Ayawilca (+0.8 a +5.1 ‰) sugiere la participación de azufre predominantemente de origen magmático, con una posible contribución menor de S de origen evaporítico. La anhidrita masiva (seguramente ubicada estratigráficamente en la base del Grupo Pucará) en Ayawilca presenta composiciones de δ34S (+13.2 a +16.0 ‰) dentro del rango del sulfato marino en el Triásico-Jurásico, mientras que sus valores de δ18O (+10.9 a +13.7 ‰) son sistemáticamente menores. Dicho empobrecimiento en 18O es compatible con cierto grado de intercambio isotópico entre secuencias evaporíticas marinas del Triásico-Jurásico y fluidos con un δ18O considerablemente menor (p.ej. fluidos de origen meteórico, magmáticos y/o de circulación profunda). La anhidrita masiva en la base del Grupo Pucará pudo haber actuado como un sello impermeable, por lo menos de forma local, focalizando los fluidos mineralizantes a lo largo del contacto litológico entre los grupos Excelsior y Pucará. Sin embargo, la importancia de este control litológico en la mineralización de Ayawilca todavía tiene que evaluarse a escala regional ya que la presencia de niveles de anhidrita no ha sido detectada de forma continua a lo largo del yacimiento.Ítem Texto completo enlazado Geología, geoquímica y mineralogía del yacimiento portador de indio de Ayawilca, Pasco, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-24) Quispe Cardenas, Christian Patrick; Torró I Abat, LisardEl indio (In) es un metal estratégico importante para la economía global, siendo esencial en la manufactura de equipos para tecnologías digitales y verdes para fomentar un crecimiento medioambientalmente sostenible. El yacimiento tipo “cordillerano” de Zn de Ayawilca, localizado en la región de Pasco, aloja un promedio de 0.81 millones de toneladas (Mt) de Zn cuya ley es 6.9 % en los recursos indicados. Además, presenta otros metales como In y Sn. El contenido de In alcanza un valor de 983 toneladas (t) con una ley de 84 ppm en los recursos indicados, mientras que, en el caso del Sn, se ha reportado aproximadamente 0.09 Mt con una ley de 0.63 % en los recursos inferidos. El objetivo de la presente tesis es caracterizar mineralógicamente y establecer espacial y temporalmente los contenidos de In en este yacimiento. Ayawilca presenta dos estilos de mineralización: vetas, que se agrupan en dos dominios (NO y NE), y mantos. A grandes rasgos, la secuencia paragenética en ambos estilos de mineralización puede dividirse en tres estadios. El estadio A comprende la cristalización de cuarzo, pirrotina (excepto en las vetas del NO), casiterita (sólo en los mantos), esfalerita rica en Fe, calcopirita, arsenopirita, wolframita (restringida a las vetas del NE), estannita y herzenbergita (los dos últimos no se han identificados en las vetas del NO). El estadio B comprende la cristalización de pirita, marcasita y producto intermedio, que reemplazan las fases mineralógicas del estadio A. El estadio C comprende la cristalización de carbonatos de Fe-Mg-Mn, esfalerita pobre en Fe, arsenopirita, galena y sulfosales de Ag (pirargirita y estefanita), y está asociada a una alteración de caolinita-dickita. En los mantos se han diferenciado cuatro generaciones de esfalerita, las tres primeras cristalizadas en el estadio A y la última, en el estadio C: i) la 1ra se presenta como finas diseminaciones en forma de estrella dentro de calcopirita; ii) la 2da presenta finas diseminaciones de calcopirita, pirrotina y mackinawita; iii) la 3ra presenta superficies limpias con ínfima presencia de diseminaciones de calcopirita; iv) la 4ta es pobre en Fe y ha reemplazado a la arsenopirita desde sus intersticios. En las vetas del NE se han identificado dos generaciones de esfalerita: i) la 1ra en forma de inclusiones tipo estrella dentro de calcopirita; y ii) la 2da es reemplazada por estannita desde sus bordes y, en algunos casos, se puede observar relictos de esfalerita en los granos de estannita. En las vetas del NO se han identificado dos generaciones de esfalerita: i) la 1ra es rica en Fe y es reemplazada desde sus bordes por pirita/marcasita y ii) la 2da es pobre en Fe. De acuerdo a esta secuencia, la mineralización de Ayawilca registra una progresión desde un ambiente de baja sulfuración (LS) a uno de sulfuración intermedia (IS). Las concentraciones más elevadas de In han sido detectadas en la esfalerita del estadio A de los mantos (hasta 1.58 wt. % en granos de la 2da generación y 1.46 wt. % en granos de la 3ra generación). La estequiometria sugiere que la incorporación de In en la esfalerita sería en forma de una substitución emparejada Cu++In3+↔2Zn2+. Las concentraciones de In en esfalerita tienden a aumentar en profundidad tanto en mantos como en las vetas situadas al NE. Las concentraciones de In en estannita son de hasta 0.5 wt. %. De acuerdo a los resultados obtenidos para esta tesis, en yacimientos de tipo cordillerano enriquecidos en Zn y Sn, el In se encontrará principalmente alojado en la estructura cristalina de la esfalerita y la estannita. Hasta el momento, en Ayawilca no se ha reconocido la presencia de fases propias de In. Las mayores concentraciones de In en estos dos minerales se encuentran en una etapa temprana de la secuencia de cristalización, en un ambiente de baja sulfuración, y éstas tienden a aumentar con la profundidad. La presencia de Cu en el sistema mineralizante es necesaria, ya que posibilita la incorporación de In en la estructura de la esfalerita. Aquellas etapas y zonas de mineralización con disponibilidad de Cu en los fluidos mineralizantes son, por lo tanto, especialmente prospectivas para In.