Contexto geológico e importancia económicaEditar
Los yacimientos de pórfidos de cobre representan un recurso importante y la fuente dominante de cobre que se extrae hoy en día para satisfacer la demanda mundial. A través de la recopilación de datos geológicos, se ha descubierto que la mayoría de los yacimientos de pórfidos son de edad fanerozoica y se emplazaron a profundidades de aproximadamente 1 a 6 kilómetros, con espesores verticales de una media de 2 kilómetros. A lo largo del Fanerozoico se formaron unos 125.895 yacimientos de pórfidos de cobre; sin embargo, el 62% de ellos (78.106) han sido eliminados por el levantamiento y la erosión. Por lo tanto, el 38% (47.789) permanecen en la corteza, de los cuales hay 574 depósitos conocidos que están en la superficie. Se estima que los yacimientos de pórfidos de cobre de la Tierra contienen aproximadamente 1,7×1011 toneladas de cobre, lo que equivale a más de 8.000 años de producción minera mundial.
Los yacimientos de pórfidos representan un importante recurso de cobre; sin embargo, también son importantes fuentes de oro y molibdeno, siendo los yacimientos de pórfidos la fuente dominante de este último. En general, los yacimientos de pórfidos se caracterizan por una mineralización de baja ley, un complejo intrusivo porfídico que está rodeado por un stockwork de vetas y brechas hidrotermales. Los yacimientos de pórfidos se forman en entornos relacionados con el arco y están asociados a magmas de zonas de subducción. Los yacimientos de pórfidos se agrupan en provincias minerales discretas, lo que implica que hay algún tipo de control geodinámico o influencia de la corteza que afecta a la ubicación de la formación de pórfidos. Los yacimientos de pórfidos tienden a producirse en cinturones lineales paralelos al orógeno (como los Andes en Sudamérica).
También parece haber períodos de tiempo discretos en los que se concentró o se prefirió la formación de yacimientos de pórfidos. En el caso de los yacimientos de pórfidos de cobre-molibdeno, la formación se concentra a grandes rasgos en tres periodos de tiempo: Paleoceno-Eoceno, Eoceno-Oligoceno y Mioceno-Plioceno medio. Tanto los yacimientos de pórfidos como los epitermales de oro pertenecen, por lo general, al período que va desde el Mioceno medio hasta el período reciente, aunque se conocen notables excepciones. La mayoría de los yacimientos de pórfidos a gran escala tienen una edad inferior a los 20 millones de años, aunque hay excepciones notables, como el yacimiento de Cadia-Ridgeway, de 438 millones de años, en Nueva Gales del Sur. Esta edad relativamente joven refleja el potencial de conservación de este tipo de yacimientos, ya que suelen estar situados en zonas de procesos tectónicos y geológicos muy activos, como la deformación, el levantamiento y la erosión. Sin embargo, es posible que la distribución sesgada hacia la mayoría de los depósitos de menos de 20 millones de años sea, al menos en parte, un artefacto de la metodología de exploración y las suposiciones del modelo, ya que se conocen grandes ejemplos en áreas que anteriormente se dejaron sólo parcialmente o poco exploradas en parte debido a la percepción de la edad de sus rocas anfitrionas, pero que luego se descubrió que contenían grandes ejemplos de clase mundial de depósitos de pórfido de cobre mucho más antiguos.
Magmas y procesos del mantoEditar
En general, la mayoría de los grandes yacimientos de pórfidos están asociados a intrusiones calcoalcalinas, aunque algunos de los mayores yacimientos ricos en oro están asociados a composiciones magmáticas calcoalcalinas de alto K. Numerosos yacimientos de pórfido de cobre-oro de categoría mundial están alojados en intrusiones de alto K o shoshoníticas, como la mina de cobre-oro de Bingham en EE.UU., la mina de cobre-oro de Grasberg en Indonesia, la mina de cobre-oro de Northparkes en Australia, la mina de cobre-oro de Oyu Tolgoi en Mongolia y el prospecto de cobre-oro de Peschanka en Rusia.
Se cree que los magmas responsables de la formación de pórfidos se generan por la fusión parcial de la parte superior de losas estancadas posteriores a la subducción y alteradas por el agua de mar. La subducción poco profunda de losas jóvenes y flotantes puede dar lugar a la producción de lavas adacíticas por fusión parcial. Alternativamente, las cuñas del manto metasomatizadas pueden producir condiciones altamente oxidadas que dan lugar a que los minerales de sulfuro liberen minerales de mena (cobre, oro, molibdeno), que luego pueden ser transportados a los niveles superiores de la corteza. La fusión del manto también puede ser inducida por las transiciones de los márgenes convergentes a los márgenes de transformación, así como por el empinamiento y el retroceso hacia la trinchera de la losa subducida. Sin embargo, la creencia más reciente es que la deshidratación que se produce en la transición blueschist-eclogita afecta a la mayoría de las losas subductadas, en lugar de la fusión parcial.
Después de la deshidratación, los fluidos ricos en solutos se liberan de la losa y metasomatizan la cuña del manto suprayacente de la astenosfera tipo MORB, enriqueciéndola con volátiles y elementos litófilos de gran tamaño (LILE). La creencia actual es que la generación de magmas andesíticos es multietapa, e implica la fusión de la corteza y la asimilación de los magmas basálticos primarios, el almacenamiento de magma en la base de la corteza (subplateado por el magma denso y máfico a medida que asciende), y la homogeneización del magma. El magma subplateado aportará mucho calor a la base de la corteza, induciendo así la fusión de la misma y la asimilación de las rocas de la corteza inferior, creando una zona de intensa interacción del magma del manto y el magma de la corteza. Este magma en progresiva evolución se enriquecerá en volátiles, azufre y elementos incompatibles, una combinación ideal para la generación de un magma capaz de generar un yacimiento. A partir de este punto en la evolución de un yacimiento de pórfidos, son necesarias unas condiciones tectónicas y estructurales ideales para permitir el transporte del magma y asegurar su emplazamiento en niveles de corteza superior.
Controles tectónicos y estructuralesEditar
Aunque los yacimientos de pórfidos están asociados al vulcanismo de arco, no son los productos típicos en ese entorno. Se cree que los cambios tectónicos actúan como desencadenantes de la formación de pórfidos. Hay cinco factores clave que pueden dar lugar al desarrollo de pórfidos: 1) la compresión que impide el ascenso del magma a través de la corteza, 2) una cámara magmática resultante más grande y poco profunda, 3) un mayor fraccionamiento del magma junto con la saturación de volátiles y la generación de fluidos magmáticos-hidrotérmicos, 4) la compresión restringe el desarrollo de ramificaciones en la roca circundante, concentrando así el fluido en una única reserva, y 5) el rápido levantamiento y la erosión promueven la descompresión y la eficiente y eventual deposición del mineral.
Los yacimientos de pórfidos se desarrollan comúnmente en regiones que son zonas de subducción de bajo ángulo (losa plana). Una zona de subducción que pasa de subducción normal a plana y luego de nuevo a subducción normal produce una serie de efectos que pueden conducir a la generación de depósitos de pórfidos. Inicialmente, habrá una disminución del magmatismo alcalino, un acortamiento horizontal, una hidratación de la litosfera por encima de la losa plana y un bajo flujo de calor. Al volver a la subducción normal, la astenosfera caliente volverá a interactuar con el manto hidratado, provocando una fusión húmeda, se producirá la fusión de la corteza al atravesar los fundidos del manto, y el adelgazamiento y debilitamiento de la litosfera debido al aumento del flujo de calor. La losa en subducción puede ser levantada por crestas asísmicas, cadenas de montes submarinos o mesetas oceánicas, lo que puede proporcionar un entorno favorable para el desarrollo de un yacimiento de pórfidos. Esta interacción entre las zonas de subducción y los rasgos oceánicos mencionados puede explicar el desarrollo de múltiples cinturones metalogénicos en una región determinada, ya que cada vez que la zona de subducción interactúa con uno de estos rasgos puede dar lugar a la génesis del mineral. Por último, en los arcos insulares oceánicos, la subducción de la cresta puede dar lugar a un aplanamiento de la losa o a una inversión del arco; mientras que en los arcos continentales puede dar lugar a períodos de subducción de la losa plana.
Se ha demostrado que la inversión del arco es ligeramente anterior a la formación de depósitos de pórfidos en el suroeste del Pacífico, tras un evento de colisión. La inversión del arco se produce debido a la colisión entre un arco insular y otro arco insular, un continente o una meseta oceánica. La colisión puede dar lugar a la terminación de la subducción y, por tanto, inducir la fusión del manto.
Los depósitos de pórfidos no suelen tener ningún control estructural necesario para su formación, aunque las principales fallas y lineamientos están asociados a algunos. La presencia de sistemas de fallas intraarco son beneficiosos, ya que pueden localizar el desarrollo de los pórfidos. Además, algunos autores han indicado que la aparición de intersecciones entre zonas de fallas transversales a escala continental y estructuras paralelas al arco están asociadas a la formación de pórfidos. Este es el caso de los yacimientos de pórfidos de cobre de Los Bronces y El Teniente en Chile, cada uno de los cuales se encuentra en la intersección de dos sistemas de fallas.