Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Mineralogy of the lithium-rich tuff in The Macusani Volcanic Field, cordillera oriental, southern Peru
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-12) Segovia More, Mariana Kelly; Torró I Abat, Lisard
    El litio es un metal de gran importancia económica y una materia prima clave para la transición energética desde una generación de energía basada en combustibles fósiles hacia una basada en fuentes renovables. En este sentido, el descubrimiento de nuevos yacimientos de litio es fundamental para abastecer la creciente demanda de este metal. La compañía Macusani Yellowcake, subsidiaria de American Lithium, anunció un importante recurso que asciende a 0,9 Mt Li en el Proyecto de Litio Falchani, en el Campo Volcánico de Macusani, Puno, SE Perú. El recurso está alojado en tobas volcánicas y brechas neógenas pertenecientes a la Formación Macusani. Con contenidos de Li que oscilan entre ~2000 y 4000 ppm, la unidad denominada Lithium-rich Tuff contiene el principal recurso. En esta tesis se ha realizado una caracterización mineralógica general y de alta resolución de muestras de Lithium-rich Tuff utilizando difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (SEM-EDS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Las muestras estudiadas están compuestas por cuarzo, plagioclasa, feldespato potásico, micas trioctaédricas (zinnwaldita y lepidolita), minerales del subgrupo de la caolinita y esmectitas (montmorillonita - beidellita), además de zeolitas (mordenita y mutinaita) y cristobalita en algunas muestras. Los contenidos más altos de Li (3000-4200 ppm Li) se encuentran en la porción central de la secuencia del Lithium-rich Tuff, que se caracteriza por contener micas + caolinita ± mordenita. En los dominios superior e inferior de la secuencia, los contenidos de Li alcanzan valores de 2000 ppm y la mineralogía está dominada por mica + esmectita dioctaédrica ± caolinita ± halloysita. La integración de estos datos con resultados de ensayos metalúrgicos proporcionados por Macusani Yellowcake respalda que, además de en micas trioctaédricas primarias, parte del Li en el Proyecto de Litio Falchani puede estar adsorbido o en posiciones interlaminares de minerales arcillosos secundarios. Se descarta la existencia de arcillas con Li tipo hectorita. Estos datos permiten una clasificación tentativa del proyecto de litio de Falchani como un depósito volcanogénico ‘mixto’ mica primaria – minerales secundarios de arcilla.
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    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, Lisard
    El 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.
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    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, Lisard
    El 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.
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    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, Lisard
    Los 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.
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    Mineralogía y texturas de la mineralización en el yacimiento de tipo MVT de Shalipayco, Perú
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-15) Millán Núñez, Andrea Julieta; Torró I Abat, Lisard
    El depósito de tipo MVT de Shalipayco, ubicado en la provincia de Carhuamayo, aloja recursos minerales que se han estimado en 9.47 Mt de mineral con leyes de 4.44% de Zn, 0.48% de Pb y 31.1 g/t de Ag. El objetivo de esta tesis es determinar la mineralogía y texturas de la mineralización metálica en este depósito para elaborar una secuencia paragenética y obtener información útil para diseñar un óptimo procesamiento mineralúrgico-metalúrgico de la mena. La mineralización de Shalipayco se presenta en mantos de reemplazamiento. En esta tesis se estudiaron muestras de los mantos Intermedio y Resurgidora. La secuencia paragenética establecida para ambos inicia con una primera generación de carbonatos junto con una primera generación de pirita que fue reemplazada por dos generaciones de esfalerita (esfalerita 1 y 2), y marcasita. Posteriormente cristalizó una tercera generación de esfalerita (esfalerita 3) y una segunda generación de pirita con marcasita. Después cristalizó una cuarta generación de esfalerita (esfalerita 4), a la que le habría seguido una quinta generación de esfalerita (esfalerita 5). Finalmente, cristalizaron galena, una segunda generación de carbonatos y una tercera generación de pirita. La esfalerita es el principal mineral de mena en las muestras estudiadas y se han diferenciado 5 tipos texturales/generaciones de este mineral: i) la esfalerita 1 se presenta en forma de cristales anhedrales-subhedrales de color negro con ausencia de reflejos internos; ii) la esfalerita 2 forma granos anhedrales-subhedrales, presenta reflejos internos de color marrón y sectorialmente reemplaza a la esfalerita 1; iii) la esfalerita 3 forma cristales milimétricos subhedrales, presenta reflejos internos de color pardo rojizo y localmente reemplaza y crece sobre esfalerita 1 y 2; iv) la esfalerita 4 aparece en forma de cristales anhedrales que presentan reflejos internos de color pardo amarillento y ha crecido de forma pasiva sobre esfalerita 1 a 3 y ocupando espacios intersticiales entre éstas; v) la esfalerita 5 forma agregados de cristales anhedrales sub-milimétricos, presenta reflejos internos de color blanco y aparece como relleno intersticial entre, o de microfracturas en, granos de esfalerita 1 a 4.