Fundo geológico e significado económicoEditar
Depósitos de cobre pórfiro representam um recurso importante e a fonte dominante de cobre que é extraído hoje em dia para satisfazer a procura global. Através da compilação de dados geológicos, verificou-se que a maioria dos depósitos de pórfiro são fanerozóicos em idade e foram colocados em profundidades de aproximadamente 1 a 6 quilómetros com espessuras verticais em média de 2 quilómetros. Ao longo do Fanerozóico foram formados cerca de 125.895 depósitos de cobre pórfiro; no entanto, 62% deles (78.106) foram removidos por elevação e erosão. Assim, 38% (47.789) permanecem na crosta, dos quais 574 são depósitos conhecidos que se encontram à superfície. Estima-se que os depósitos de cobre pórfiro da Terra contêm aproximadamente 1,7×1011 toneladas de cobre, equivalente a mais de 8.000 anos de produção global da mina.
Os depósitos de pórfiro representam um importante recurso de cobre; contudo, são também importantes fontes de ouro e molibdénio – sendo os depósitos de pórfiro a fonte dominante deste último. Em geral, os depósitos de pórfiro são caracterizados por baixos graus de mineralização do minério, um complexo porfirítico intrusivo que é cercado por um estoque de veias e brechas hidrotermais. Os depósitos de pórfiro são formados em ambientes relacionados ao arco e estão associados a magmas de subducção de zona. Os depósitos de pórfiro estão agrupados em províncias minerais discretas, o que implica que existe alguma forma de controle geodinâmico ou influência da crosta que afeta a localização da formação de pórfiro. Os depósitos de pórfiro tendem a ocorrer em cinturas lineares, orogênicas e paralelas (como os Andes na América do Sul).
Também parecem existir períodos de tempo discretos nos quais a formação de depósitos de pórfiro foi concentrada ou preferida. Para os depósitos de pórfiro de cobre-molibdênio, a formação é amplamente concentrada em três períodos de tempo: Paleoceno-Eoceno, Eoceno-Oligoceno, e Mioceno-Plioceno médio. Tanto para os depósitos de pórfiro como para os depósitos de ouro epitérmico, eles geralmente vão desde o Mioceno médio até o período recente, embora exceções notáveis sejam conhecidas. A maioria dos depósitos de pórfiro de grande escala tem uma idade inferior a 20 milhões de anos, no entanto existem excepções notáveis, como o depósito de Cadia-Ridgeway com 438 milhões de anos em Nova Gales do Sul. Esta idade relativamente jovem reflecte o potencial de preservação deste tipo de depósito; uma vez que estão tipicamente localizados em zonas de processos tectónicos e geológicos altamente activos, tais como deformação, ascensão e erosão. Pode ser, no entanto, que a distribuição enviesada para a maioria dos depósitos, sendo inferior a 20 milhões de anos, seja pelo menos parcialmente um artefato de metodologia de exploração e suposições de modelos, já que grandes exemplos são conhecidos em áreas que anteriormente eram deixadas apenas parcialmente ou subexploradas, em parte devido à percepção da idade das rochas hospedeiras mais antigas, mas que posteriormente foram encontradas a conter grandes exemplos de classe mundial de depósitos de cobre porfirado muito mais antigos.
Processos de magma e mantoEditar
Em geral, a maioria dos grandes depósitos de pórfiro estão associados a intrusões alcalinas, embora alguns dos maiores depósitos ricos em ouro estejam associados a composições de magma alcalinas de alto K. Numerosos depósitos de cobre-ouro porfírio de classe mundial são hospedados por intrusões de alto K ou Shoshonitic, como a mina de cobre-ouro de Bingham nos EUA, mina de cobre-ouro de Grasberg na Indonésia, mina de cobre-ouro de Northparkes na Austrália, mina de cobre-ouro de Oyu Tolgoi na Mongólia e mina de cobre-ouro de Peschanka na Rússia.
Os magmas responsáveis pela formação de pórfiro são convencionalmente considerados como sendo gerados pelo derretimento parcial da parte superior das placas de pós-subducção, emperradas que são alteradas pela água do mar. A subducção superficial de placas jovens e flutuantes pode resultar na produção de lavas adakitic através do derretimento parcial. Alternativamente, as cunhas de manto metasomatizadas podem produzir condições altamente oxidadas que resultam em minerais de sulfeto liberando minerais de minério (cobre, ouro, molibdênio), que são então capazes de ser transportados para os níveis da crosta superior. A fusão do manto também pode ser induzida por transições de margens convergentes para transformadas, bem como pelo recuo acentuado e de trincheiras da laje subduzida. Entretanto, a última crença é que a desidratação que ocorre na transição blueschist-eclogite afeta a maioria das placas subduzidas, ao invés do derretimento parcial.
Após a desidratação, fluidos ricos em solução são liberados da placa e metasomatizam a cunha do manto sobrejacente da astenosfera do tipo MORB, enriquecendo-a com voláteis e elementos litófilos de íons grandes (LILE). A crença atual é que a geração de magmas andesíticos é multiestágio, e envolve o derretimento da crosta e a assimilação de magmas basálticos primários, o armazenamento de magma na base da crosta (subplacação por magma mafioso e denso à medida que sobe), e a homogeneização do magma. O magma subplacado adicionará muito calor à base da crosta, induzindo assim o derretimento da crosta e a assimilação das rochas de baixa crosta, criando uma área com interação intensa do magma do manto e do magma da crosta. Este magma em evolução progressiva se tornará enriquecido em elementos voláteis, enxofre e incompatíveis – uma combinação ideal para a geração de um magma capaz de gerar um depósito de minério. Deste ponto em diante na evolução de um depósito de pórfiro, condições tectônicas e estruturais ideais são necessárias para permitir o transporte do magma e garantir sua colocação em níveis de crosta superior.
Controles tectônicos e estruturaisEditar
Embora os depósitos de pórfiro estejam associados ao vulcanismo de arco, eles não são os produtos típicos naquele ambiente. Acredita-se que a mudança tectônica atua como um gatilho para a formação de pórfiro. Existem cinco factores chave que podem dar origem ao desenvolvimento de pórfiro: 1) compressão impedindo a ascensão do magma através da crosta, 2) uma resultante maior câmara de magma rasa, 3) aumento do fracionamento do magma juntamente com a saturação volátil e geração de fluidos magmático-hidrotérmicos, 4) a compressão restringe o desenvolvimento de rebentos na rocha circundante, concentrando assim o fluido em um único estoque, e 5) a rápida elevação e erosão promove descompressão e eventual deposição eficiente do minério.
Depósitos portugueses são normalmente desenvolvidos em regiões que são zonas de subducção de baixo ângulo (flat-slab). Uma zona de subducção que transita de normal para plana e depois volta à subducção normal produz uma série de efeitos que podem levar à geração de depósitos de pórfiro. Inicialmente, haverá diminuição do magmatismo alcalino, encurtamento horizontal, hidratação da litosfera acima do laboratório plano, e baixo fluxo de calor. Ao retornar à subducção normal, a astenosfera quente voltará a interagir com o manto hidratado, provocando o derretimento úmido, o derretimento da crosta à medida que o manto derrete, e o afinamento e enfraquecimento da litosfera devido ao aumento do fluxo de calor. A laje subdutora pode ser levantada por cristas assísmicas, cadeias de montanhas submarinas ou planaltos oceânicos – o que pode proporcionar um ambiente favorável para o desenvolvimento de um depósito de pórfiro. Esta interação entre as zonas de subducção e as características oceânicas acima mencionadas pode explicar o desenvolvimento de múltiplas cinturas metalogênicas em uma determinada região; como cada vez que a zona de subducção interage com uma dessas características pode levar à gênese do minério. Finalmente, em arcos de ilhas oceânicas, a subducção de cristas pode levar a achatamento ou inversão de arco; enquanto que, em arcos continentais, pode levar a períodos de Subducção de laje plana.
A inversão de arco tem sido mostrada como ligeiramente anterior à formação de depósitos de pórfiro no sudoeste do Pacífico, após um evento de colisão. A inversão do arco ocorre devido à colisão entre um arco de ilha e outro arco de ilha, um continente ou um planalto oceânico. A colisão pode resultar na terminação da subducção e assim induzir o derretimento do manto.
Depósitos de pórfiro geralmente não têm nenhum controle estrutural necessário para sua formação; embora grandes falhas e lineamentos estejam associados a alguns. A presença de sistemas de falha intra-arco são benéficos, pois podem localizar o desenvolvimento de pórfiro. Além disso, alguns autores indicaram que a ocorrência de intersecções entre zonas de falha transversais à escala continental e estruturas paralelas ao arco estão associadas à formação de pórfiro. Este é realmente o caso dos depósitos de cobre dos pórfiro Los Bronces e El Teniente no Chile, cada um dos quais se encontra na intersecção de dois sistemas de falha.