YACIMIENTOS TIPO SKARN

YACIMIENTOS TIPO SKARN

Generalidades

 El término skarn fue introducido por petrólogos metamórficos suecos para designar rocas metamórficas regionales o de contacto constituidas por silicatos de Ca, Mg y Fe derivados de un protolito de calizas y dolomitas en las cuales se ha introducido metasomáticamente grandes cantidades de Si, Al, Fe y Mg

Skarn de grosularia, Concepción del Oro, Zacatecas MEXICO. Fuente: earthphysicsteaching.

De modo que se entiende por skarn rocas que contienen minerales calcosilicatados, tales como por ejemplo: diópsido, wollastonita, granate andradita y actinolita.

La mineralogía de alteración aparece típicamente zonada, existiendo casi siempre una superposición de alteración prograda por minerales de alteración retrograda. 

La roca huesped es típicamente calcárea, caliza, dolomita o rocas sedimentarias clásticas calcáreas (ej. limolita calcárea).
El tipo de deposito Skarn comprende quizas la mayor familia de tipos de depositos, pudiendo subclasificarse estos de diversas formas.
La subclasificación más usada es por mena, reconociendose entre otros, skarn de Sn, skarn de W, skarn de Cu y skarns de Zn-Pb.

Forma del depósito tipo Skarn

Los depósitos minerales tipo skarn son de forma irregular, pueden formar lenguas de mena que se extienden a lo largo de cualquier estructura planar (estratificación, diaclasas, fallas, etc.
Su distribución dentro de la aureola de contacto es poco definida, ya que los cuerpos mineralizados pueden terminar abruptamente debido a alguna estructura.

La producción principal de depósitos de tipo skarn incluye: ○ Fe ○ Cu ○ W ○ C (grafito) ○ Zn ○ Pb ○ Mo ○ Sn ○ U ○ Au ○ granate ○ talco ○ wollastonita

Características del depósito

Una vez ocurrida la intrusión del magma con la roca calcárea, estas rocas se convierten en rocas metamórficas, como mármoles, rocas corneanas calcosilicatadas (hornfels) y/o Skarns por efecto del metamorfismo de contacto.

Mármol. Fuente: flexiblelearning.auckland.ac.nz

El metamorfismo de contacto afecta a las rocas de caja, pero es frecuente que la intrusión también sufra efectos metasomáticos.
Esto resulta en una zonación:
○ Endoskarn: Minerales calcosilicatados entro del intrusivo.
○ Exoskarn: skarn en las rocas calcáreas.

Esquema de endoskarn y exoskarn. Fuente: Higueras, P. Procesos tardimagmáticos y yacimientos 

sociados.

Depósitos tipo skarn de Fe, hierro, cobre y oro, y tipo manto Cu-(Ag) en la cordillera de los Andes del sureste de la Provincia de Mendoza (34°–36°S), Argentina. Fuente: Franchini et al., 2007, Explr Min Geol, 16: 233-265

Depósitos tipo skarn: endo y exoskarn● El endoskarn ocurre principalmente en la periferia de los plutones intrusivos donde el flujo de Fuidos fue hacia adentro del plutón o paralelo al contacto de éste.
● Usualmente están ausentes en las intrusiones con mineralización de tipo pórfido debido a que domina el flujo ascendente de los fluidos provenientes del plutón.
● Generalmente los skarn de interés económico son de origen calcáreo y exoskarn.

Esquema de endo y exoskarn. Fuente: http://aabetmen.blogspot.cl

Etapas de formación de un skarn 

● Existen diferentes asociaciones minerales en los depósitos tipo Skarn, y sus procesos de formación son similares, emplazamiento de una intrusión, actividad magmática e hidrotermal, en diferentes niveles en la corteza.
● Estos se explican mediante los siguientes procesos:
○ Skarn prógrado:
■ Metamorfismo isoquímico (metamorfismo de contacto)
■ Metasomatismo y reemplazo (exsolución de fluido magmático y comienzo de la mineralización)
○ Skarn retrógrado
■ Alteración retrógrada (influencia de aguas meteóricas)

1. Metamorfismo isoquímico

● Corresponde a la recristalización metamórfica y cambio mineralógicos reflejando el protolito y circulación de fluidos a alta temperatura formando minerales calcosilicatados y rocas de metamorfismo de contacto llamadas Hornfels o Corneanas. 

● Incluye además el desarrollo de: mármol, rocas córneas, cuarcitas, skarn de reacción, skarnoides, talco y wollastonita hacia la periferia (fases anhidras) 

● No hay mineralización en esta etapa. 

Dolomitas -> Granate, clinopiroxeno, tremolita, talco/ Flogopita 

Calizas -> Granate, versuvianita,wollastonita, mármol

2. Metasomatismo  y reemplazo

● Exsolución de fluido magmático
○ Cristalización del magma y liberación de una fase fluida rica en H2O, CO2 y vapor (provenientes de la intrusión), la cual genera el skarn o halo de alteración. ○ Se forman minerales anhidros, a temperaturas de 400 y 800°C ○ En esta etapa comienza la mineralización

Esquema de la evolución de los skarns de Fe vinculados a-i) al plutón diorítico y f-i) al plutón granítico. Fuente: Pons et al., 2009, Rev Asoc Geol Arg, 64(4): 615-634.

Reemplazo:

● Los sedimentos calcáreos (Ca, Mg) son reemplazados por Si, Al, y Fe. 

● Los sulfuros aún no precipitan en esta etapa.

Minerales de depósitos tipo skarn. Fuente: Friehauf, 1995.

3. Metamorfismo y alteración retrógrada

● Enfriamiento del plutón y circulación de agua a temperatura más baja, posiblemente meteóricas (oxigenadas), causando la alteración a más baja, posible de los minerales anhidros ya formados, esto es favorecido por el control estructural de la zona.
● Bajo estas condiciones continúa la mineralización => precipitan los sulfuros

Metamorfismo y alteración retrógrada

Por su parte, la alteración retrógrada es más extensa a niveles más someros (ya sea un skarn más somero o partes superiores de un sistema de tipo skarn), puesto que está controlada por la circulación de fluidos y la participación de aguas meteóricas en la fase tardía del sistema.

Mineralogía de mena:
○ Magnetita y hematita (diseminación y vetas)
○ En el centro hay pirita-calcopirita magnetita.
○ En los bordes bornita, esfalerita y galena.

Los minerales anhidros ahora se hidratan y se forman minerales como:

○ Epidota, biotita, clorita, plagioclasa, calcita, cuarzo a partir de los granates.
○ Tremolita- actinolita y talco a partir de piroxenos.
○ Serpentina por el olivino.

Factores que controlan la mineralización tipo skarn

Profundidad de emplazamiento

● El desarrollo de skarn depende de la profundidad de formación.
● A niveles más someros el skarn metasomático tiene amplia extensión lateral pudiendo sobrepasar la aureola metamórfica, mientras en profundidad es relativamente pequeño comparado con la aureola de metamorfismo.

Carbonatos del Paleozoico manteando al este asociados a mineralización tipo skarn. Fuente: Friehauf, 1995.

Migración de los fluidos

● A mayor profundidad estos se concentran entre estratos o siguiendo un plano.
● A menor profundidad los fluidos serán más pervasivos, generando un fracturamiento hidráulico, y granos mas gruesos.

Controles en la mineralización y alteración tipo skarn en el depósito Cadia, New South Wales, Australia. Fuente: Forster y Soccombe, 2004, Econ Geol, 99(4): 761-788.

Margen tectónico y magmatismo 

● Los depósitos de tipo skarn ocurren en distintos marcos geotectónicos, dada la presencia de secuencias calcáreas y de intrusiones.
● La mineralización asociada dependerá de la composición de los magmas relacionados a cada ambiente geotectónico particular.

Ambiente de formación de los Skarn, referido a un arco magmático donde los intrusivos de composición media - ácida entran en contacto con rocas sedimentarias del tipo calizas y dolomitas y de esta interacción suceden fenómenos de metamorfismo de contacto y que posteriormente con el enfriamiento del intrusivo se liberan fluidos que reaccionan con las calizas y sucede el fenómeno de metasomatismo. (Modificado de Meinert, 1983).

Factores que controlan la mineralización

 Por su parte, los factores relevantes que controlan la evolución hidrotermal de los sistemas de tipo skarn son:
○ Presión (profundidad de formación)
○ Estado de oxidación del magma (fugacidad de oxígeno)
○ Grado de diferenciación del magma (cristalización fraccionada)
○ Tiempo de separación del fluido (fase volátil del magma respecto a la cristalización del plutón)

Existe una gran variedad de tipos y asociaciones de metales en depósitos de tipo skarn, incluyendo: W, Sn, Mo, Cu, Fe, Pb-Zn y Au.

Gráfico ilustrando la relación entre la composición de intrusiones ígneas y el metal dominante en varios tipos de depósitos de tipo skarn (de Meinert, 1992)

Skarn de Cu

También están asociados a ambientes de margen continental, relacionados a magmas calcoalcalinos del tipo “I”, especificamente stocks y pórfidos granodioríticos/ dacíticos y cuarzo monzoníticos.
Skarns de Cu cálcicos se hallan proximos o en contacto con el cuerpo intrusivo.
Tienen un alto contenido de granates y una alta razón granate/piroxeno. También se observa un alto contenido de magnetita – hematita, indicando un ambiente oxidante.
Los sulfuros típicos son pirita, calcopirita y menor bornita y esfalerita, indicando un moderado grado de sulfuración.

Estos yacimientos pueden estar asociados a pórfido cupríferos o bien a pórfidos esteriles.
En el caso de skarns relacionados a pórfidos de cobre, estos pueden alcanzar grandes volumenes (50 a 500 Mt para el caso de pórfidos cupríferos epizonales emplazados en rocas carbonatadas). Estos depositos se formana temperaturas entre 500° y 300° C. Scheelita aparece a veces en contacto entre roca huesped e intrusivo (Ca(WO4,MO4); mineral de alta temperatura).
En el caso de skarn de Cu asociado a pórfidos esteriles, estos tienden a ser de pequeño volumen, 1 a 50 Mt.

Skarn de Cu y relación con Pórfido Cu

En el caso de skarn de Cu asociado a un sistema del tipo pórfido cuprífero, existe relación entre los eventos de alteración metasomática de skarn y la evolución de alteración del pórfido.
La alteración prograda del skarn se relaciona con la alteración potásica y está zonada con respecto al núcleo potásico.
Los granates son más andradíticos a más grosularíticos desde el contacto hacia afuera. Los piróxenos desde diopsido a hedenbergita a wollastonita, desde el contacto hacia afuera.
La razón granate/ piroxeno disminuye desde el contacto hacia afuera.

En las etapas más avanzadas de la evolución del sistema de pórfido cuprífero, ocurre el colapso del sistema hidrotermal, dandose alteración fílica en el pórfido, y alteración retrograda en el skarn.
Esta alteración retrograda se superpone a la prograda, siendo muy destructiva.


Se caracteriza por tremolita-actinolita, smectita, siderita, calcita, talco, epidota, clorita, con óxidos y/o sulfuros de fierro.