PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
TRABAJO DE INVESTIGACION PARA LABORATORIO DE RECURSOS Y
EXPLORACION GEOLÓGICA
Alumno: Guillermo Madariaga Muñoz
Profesora laboratorio: Javiera Salazar
Profesor catedra: Carlos Marquardt
Ayudante: Nicolas de Pablo
Fecha:25/07/22
INTRODUCCIÓN
En el presente informe se expone a partir de la investigación de fuentes ciertas
características principales de minerales oxidados de cobre, atacamita y brochantita, y de
minerales sulfuros de cobre, calcopirita y bornita. Estas características son: condiciones y
ambientes de formación indicando reacciones químicas, condiciones ambientales,
paragénesis, ocurrencias y lugares o yacimientos con este mineral en el mundo. También,
como segundo punto se describe la ocurrencia mineral para un yacimiento presente en Chile.
Se recopilan datos a partir de fuentes encontradas a través de internet, como también
información de las clases de laboratorio del curso y los documentos asociados utilizados.
DESARROLLO
Minerales oxidados de cobre: atacamita y brochantita
Atacamita
Su fórmula química es 𝐶𝑢2 𝐶𝑙(𝑂𝐻)3 . Es un mineral perteneciente a la clase de los
Haluros y al sistema ortorrómbico dipiramidal. Sus dos polimorfos son: botallackita y
paratacamita. Suele presentar hábitos granulares con cúmulos de cristales subhedrales de
color verde oscuro y brillo vitreo, acicular o con forma de aguja dispuestos de forma radial y
con colores verde claro y finalmente como cristales euhedrales de color verde oscuro.
Las condiciones necesarias para su formación son, según el diagrama de estabilidad
de oxidados de cobre, de un pH entre 5 y 7 y un potencial de oxidación igual o mayor a 0,4.
La atacamita proviene de la oxidación in situ de la calcosina, la que da origen a hematita y
atacamita, siendo esta última formada por la presencia adicional de iones cloruro en
soluciones circundantes:
Oxidación de Calcosina => Hematita + Sulfuro de Cu
2𝐶𝑢2 𝑆 + 𝐹𝑒2 (𝑆𝑂4 )3 + 5𝐻2 𝑂 + 2𝑂2 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 𝐶𝑢𝑆𝑂4= + 2𝐻2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞)
Con la oxidación del cobre, se da la posibilidad de que el sulfuro de cobre se
transforme en brocantita o atacamita, dependiendo de la presencia y actividad de los iones de
Cl.
Formación Atacamita
4𝐶𝑢++ + 6𝑂𝐻 − + 𝐶𝑙 − < −> 𝐶𝑢4 (𝑂𝐻)6 𝐶𝑙2
El ambiente de formación para la atacamita es uno rico en iones Cl y con la presencia
de minerales primario de cobre como sulfuros. También se puede dar por sublimación (paso
de estado solido a gaseoso) en las exhalaciones volcánicas. Las condiciones esteparias como
las del desierto de atacama (muy baja precipitación) promueven la conservación de la
atacamita debido a su propensa disolución en agua.
Dado a que los sistemas de sulfuros oxidantes sufren una serie de reacciones
químicas, se generan relaciones paragénicas de minerales, en donde existe reemplazos dado
a que estos minerales poseen mismas condiciones de formación. Para el caso de la atacamita,
esta sustituye a la calcosina para ambientes con alta actividad del ion Cl. Otros minerales
relacionados son: cobre, malaquita, cuprita, crisocola, brochantita, limonita, entre otros.
En cuanto a la ocurrencia, este mineral se da como relleno de fallas y fracturas. Se
puede encontrar en vesículas como relleno en andesitas o como patinas de color verde
superficial en fracturas. Otras formas son en vetillas, acompañadas de crisocola y calcosina.
Podemos hallar Atacamita con agregados de gran tamaño en la III región de atacama
(Chile), en Wallaroo, Burra Burra (Australia), en Ica (Perú), en condado Pinal, Arizona
(EEUU) y en asociaciones de lavas del Vesubio (Italia).
Existen Yacimiento en Chile donde se puede hallar Atacamita. Algunos ejemplos son:
yacimiento de mena de Atacamita Cerro Negro, ubicado en Chañaral en la Región de
Atacama. La forma del recurso es de tipo Bolsón Irregular y está compuesto por unidades de
rocas volcánicas con intercalaciones de sedimentos del Jurásico. Otro ejemplo es Mina La
Farola, ubicada en el Cerro Pintado en Tierra Amarilla (Atacama, Chile). También se destaca
el yacimiento de cobre Mina Sur, Chuquicamata, la que posee una mineralización compuesta
por crisocola, atacamita, entre otros. Esta mineralización se encuentra presente como
cemento en gravas depositadas en un paleocanal y como relleno de fracturas en rocas
metamórficas paleozoicas. Se puede encontrar atacamita y brocantita como venillas cortando
a la mena.
Figura1:
Ejemplo
de
difractograma de muestra con
copper.pitch, atacamita y yeso.
Figura 2: Perfil este-oeste de Mina
Sur, Chuquicamata.
Brochantita
Su fórmula química es 𝐶𝑢4 (𝑆𝑂4 )(𝑂𝐻)6, es de color verde esmeralda y pertenece al
grupo de los Sulfatos. Presente un hábito de cristales prismáticos o aciculares, alargados o
tabulares. Su ambiente de formación es en depósitos oxidados de cobre debido a que es un
mineral secundario, todo esto en ambientes áridos de baja acidez, mientras que las
condiciones de formación son a un pH entre 5 y 6 y a un potencial de oxidación de entre 0,4
y 0,8 aproximadamente.
La relación de paragénesis para el caso de la brochantita es similar a la atacamita, ya
que también reemplaza a la calcosina, pero en condiciones de pH neutro a bajo. Otros
minerales relacionados son: antlerita, azurita, crisocola, cuprita, entre otros. Todos estos se
forman bajo las mismas condiciones.
La brochantita se encuentra en lugares como al suroeste de EEUU, Rio Tinto en
España, en depósitos de Mednorudyanskoye en Rusia, en la Mina Burra Burra en Australia,
en el Valle de Rauris en Austria, entre otros.
La formación de la brochantita es a partir de la oxidación de la calcosina, similar
situación que la atacamita, pero en este caso es el ion 𝑆𝑂4−2 quien interfiere para formar
brocantita luego de la oxidación (para pH cercanos a neutro y sin actividad del ion de Cl),
pero también se puede dar por oxidación de la calcopirita:
Calcopirita + Sulfato de hierro + Agua-> Oxido de hierro + BROCHANTITA + acido
sulfúrica
4𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 + 𝐹𝑒2 (𝑆𝑂4 )3 + 3𝐻2 𝑂 + 3𝑂2 → 3𝐹𝑒2 𝑂3 + 𝐶𝑢4 𝑆𝑂4 (𝑂𝐻)6 + 2𝐻2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞)
Respecto a los yacimientos en Chile, encontramos el yacimiento de óxidos de cobre
El Abra el que posee en su depósito en profundidad brochantita y fosfato de cobre, como
también brochantita en la parte superior de la zona de sulfuros hipogénicos. La
mineralización se presenta a través de vetillas y brechas.
Figura 3: Sección
vertical del sistema
de pórfidos de El
Abra.
Otros sectores de Chile con presencia de brochantita son: Chuquicamata y Mina
Viegar, Potrerillos Atacama, entre otros.
Minerales sulfuros de Cobre: calcopirita y bornita
Calcopirita
Su fórmula es 𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 . Este mineral pertenece al grupo de los sulfuros y su color
tiende a ser amarillo dorado a bronce (brillo metálico). En cuanto a su forma, se presenta
como cristales tetraédricos y a menudo como maclas o de forma masiva.
El ambiente de formación de la calcopirita es en zonas de sulfuros en los depósitos
de Cu, en depósitos de reemplazo hidrotermal, en vetas hipotermales y venas mesotérmicas,
en esquistos metamórfico, rocas ígneas (intrusivos) y diques. Las condiciones de formación
de este mineral son desde un pH 0 hasta uno 14 y entre un potencial de oxidación de 0 hasta
-0,8.
La síntesis de calcopirita se debe a la reacción de ciertos aniones, los que se describen
en la siguiente formula:
𝐶𝑢2 𝑆 + 𝐹𝑒 2+ + 3𝑆 + 4𝑒 → 2𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2
Se puede encontrar calcopirita en lugares como: en el área de Carn Brea en Cornwall,
Inglaterra; en las montañas Ródope de Krushev Dol, Bulgaria; en la mina Dreislar en
Renania, Alemania; cristales finos en Zacatecas, Mexico; en la mina Huaron en Cerro del
Pasco, Perú; en el distrito tri-estatal de Kansas, Oklahoma y Missouri en EE.UU.; entre otros.
La paragénesis de la calcopirita como sulfuro puede implicar sulfuros de cobre
(covelita, calcosina, bornita) y finalmente óxidos de cobre.
Podemos hallar calcopirita hipógena en yacimiento Mantos de la Luna. La
mineralización de bornita, calcopirita y pirita de origen hipógeno se encuentran en vetillas,
amígdalas y diseminado, estas presentes en rocas de tipo andesita porfídica amigdaloide,
andesitas porfídicas y principalmente en cuerpos intrusivos. Se encuentran también
diseminadas y en patinas de mineral. Otro ejemplo es el yacimiento de Mantos Blancos,
ubicado en Antofagasta, que contiene entre su serie mineral calcopirita, con un ambiente de
pH neutro. Es un estilo de brecha del jurásico superior con eventos hidrotermales
superpuestos.
Figura
4:
sección
esquemática este-oeste de
Mantos Blancos.
Bornita
Pertenece al grupo de los Sulfuros y su fórmula quimica es 𝐶𝑢5 𝐹𝑒𝑆4 . Es de color
cobre pardo con iridiscencias púrpuras como manchas. En cuanto a su textura se presenta
como cristales pseudocúbicos mal formados o como cristales masivos.
Este mineral se encuentra generalmente en depósitos hipogénicos con otros sulfuros
como calcosina, covelina, calcopirita y pirita. En cierto caso se forma en zonas de
enriquecimiento de los filones de cobre (mineral supergénico). Se puede hallar diseminadas
en rocas básicas, en forma de pegmatitas, en depósitos metamórficos de contacto o
diseminada en rocas ígneas máficas, como también en depósitos hidrotermales de reemplazo.
Su ambiente geológico es de altas temperatura, entre 350°C a 500°C, y se presenta rellenando
espacios en vetas y vetillas o también diseminada. De tal forma, su paragénesis mineral es
calcosina y covelina.
La bornita se forma a partir de la siguiente reacción que involucra a la calcopirita:
5𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 + 2𝑆 → 𝐶𝑢5 𝐹𝑒𝑆4 + 4𝐹𝑒𝑆2
En otros casos, se puede formar con condiciones de concentración alta de Cu(+) y
actividad del azufre con la siguiente reacción:
𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 + 4𝐶𝑢+ + 2𝐻2 𝑆 → 𝐶𝑢5 𝐹𝑒𝑆4 + 4𝐻 +
Esta relación permite entender que la bornita precipita con la calcopirita o se forma a
partir de la calcopirita, todo esto bajo la idea de asociaciones paragénicas.
A lo largo del mundo, encontramos yacimiento en localidades como Capillitas mina,
Andalgalá en Catamarca, Argentina; Burra Burra mine en South Australia, Australia;
Schellgaden en Salzburg, Austria; Acton mine, Bagot Co en Quebec, Canada; Black Scar
Workings, Lever Water en Cornwall, Inglaterra; entre otros.
Uno de los yacimientos con presencia de bornita en Chile es en la división Radomiro
Tomic de Codelco-Norte (Calama). Este mineral se encuentra en un núcleo central de
mineralización primaria hipógena. La ocurrencia de esta mineralización primaria es en forma
de vetillas y diseminada y se encuentran asociaciones paragénicas del tipo calcopiritabornita, bornita-digenita, bornita-calcopirita-digenita, pirita-calcopirita presentes en halos de
vetillas diseminadas.
Figura
5:
sección
mineralógica
de
Radomiro Tomic.
CONCLUSIONES
Estos minerales son de gran importancia para la minería chilena debido a que cuentas
con un gran aporte de Cu y/o son abundantes dentro de ciertas regiones. La atacamita cuenta
con 59.8 % de Cu, la borchantita un 56,2 % Cu, la calcopirita un 34,6 % de Cu y la bornita
un 63,3 % Cu. Presentan relaciones paragénicas lo que permite hallarlas en conjunto o uno a
partir del reemplazo de la otra. Presentan características únicas como su color y forma y son
parte de los yacimientos de grandes minas representativas de Chile.
REFERENCIAS Y FUENTES
Atacamita:
Quimica.es.
Atacamita.
https://www.quimica.es/enciclopedia/Atacamita.html
Recuperado
de
Ecured. Atacamita. Recuperado de: https://www.ecured.cu/Atacamita
Mundo
Mineral.
Atacamita.
mineral.blogspot.com/search/label/Atacamita
Recuperado
de:
https://mundo-
Asturnatura.
Atacamita.
Recuperado
https://www.asturnatura.com/mineral/atacamita/1138.html
Pincheira, M y otros. Copper Pitch y Copper Wad.
https://biblioteca.sernageomin.cl/opac/DataFiles/PincheiraM_et_al.pdf
de:
Recuperado
de:
Pinget, M. Mineralogía de la mineralización exótica en Chuquicamata. Recuperado de:
https://biblioteca.sernageomin.cl/opac/datafiles/14127_pp_37_39.pdf
Rabajille,F.
Geología
económica.
Recuperado
de:
https://www.ucursos.cl/ingenieria/2010/1/GL3101/1/material_docente/bajar?id_material=296951
Brochantita:
Mindat. Brochantita. Recuperado de: https://www.mindat.org/min-779.html
Minerales.net.
El
mineral
brochantita.
https://www.minerals.net/mineral/brochantite.aspx
Recuperado
Asturnatura.
Brochantita.
Recuperado
https://www.asturnatura.com/mineral/brochantita/1726.html
de:
de:
Calcopirita:
Minería
en
línea.
Calcopirita.
https://mineriaenlinea.com/rocas_y_minerales/calcopirita/
Recuperado
de:
Geovirtual. Chalcopyrite. Recuperado de: https://www.geovirtual2.cl/Mineral/Calcopirita01.htm
Minería
en
línea.
Calcopirita.
https://mineriaenlinea.com/rocas_y_minerales/calcopirita/
Recuperado
de:
Bornita:
Asturnatura.
Bornita.
https://www.asturnatura.com/mineral/bornita/185.html
Recuperado
Geología web. Bornita: propiedades, características
https://geologiaweb.com/minerales/bornita/
y
usos.
de:
Recuperado
de:
Ecured. Bornita. Recuperado de: https://www.ecured.cu/Bornita
Payauna. K, Parra, A. mineralogía de la fase sulfurada del yacimiento Radomiro Tomic y su
relación
con
su
metalogénesis.
Recuperado
de:
https://biblioserver.sernageomin.cl/OPAC/DataFiles/14127_pp_93_95.pdf
Cornejo, J. Modelamiento geoestadístico de abundancias de minerales en el yacimiento
Radomiro
Tomic.
Recuperado
de:_
https://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/103419/cornejo_j.pdf?sequence=3&isAll
owed=y
Adicionales:
Clases de laboratorio del curso Recursos y Exploración Geológica, profesora Javiera Salazar
Sillitoe (2010): Porphyry Copper Systems
Chavez (2000): Supergene Oxidation of Copper Deposits
Leiva, Esteban (2010): Caracterización y distribución de minerales oxidados de cobre y
alteración en el yacimiento cuprífero Mantos de la Luna. (memoria título). Recuperado de
https://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/103648/cfleiva_eb.pdf?sequence=3&isAllowed=y