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Depósitos Tipo Cobre Pórfiro


Aspectos Gerais

Os depósitos classificados como do tipo cobre pórfiro são depósitos minerais que contém concentrações significativas de cobre (Cu), podendo conter molibdênio (Mo), ± ouro (Au), ± estanho (Sn), ± prata (Ag), ± zinco (Zn) e ± tungstênio (W). Esses depósitos são conhecidos pelo seu baixo teor e grande volume (Figura 1) sendo responsáveis por aproximadamente 80% do Cu e 95% do Mo das reservas mundiais.



Figura 1: Grande depósito do tipo cobre pórfiro. Fonte: https://www.geologyforinvestors.com/porphyry-largest-source-copper/


Os depósitos porfiríticos representam, possivelmente, a classe mais importante economicamente de recursos minerais metálicos não ferrosos. Esses depósitos magmáticos-hidrotermais são caracterizados por minerais de minério sulfetados e oxidados em veios e/ou disseminados em grandes volumes de rochas que passaram por alteração hidrotermal (até 4 km³). Os depósitos porfiríticos ocorrem em cinturões magmáticos em todo o mundo e estão relacionados espacialmente, temporalmente e geneticamente a intrusões dioríticas a graníticas hipoabissais que são porfiríticas e geralmente têm uma matriz quartzo-feldspática. A maioria desses depósitos datam do Éon Fanerozoico e mais comumente da Era Cenozoica, refletindo a predominância do magmatismo relacionado à tectônica de subducção e à preservação em rochas jovens.


Os depósitos porfiríticos são agrupados em classes com base no metal economicamente dominante nos depósitos: Cu, Mo, Au, Sn e W. Para cada classe de pórfiro, a concentração principal do metal é enriquecida em um fator de 100 a 1.000 vezes em relação às rochas não mineralizadas de composição semelhante. A massa dos depósitos porfiríticos varia em quatro ordens de grandeza, com o tamanho médio do depósito ordenado sendo de cobre (Cu) os maiores, seguidos por molibdênio (Mo), ouro (Au), estanho (Sn) até o tungstênio (W).


As composições das rochas ígneas relacionadas a depósitos porfiríticos abrangem praticamente toda a faixa observada nas rochas vulcânicas atuais. Os pórfiros mineralizantes são de composição intermediária a silicosa (>56% SiO2) e sua matriz texturizada aplítica (quartzo-feldspática) representa a cristalização resultante da despressurização abrupta de um magma rico em água. No entanto, pequenos volumes de rochas ultramáficas a intermediárias, incluindo lamprófiros, apresentam uma relação espacial e temporal próxima com a formação de minério porfirítico em alguns depósitos.


A maioria das intrusões porfiríticas associadas a minério são diques e corpos de pequeno volume (<0,5 km³) que intrudidos a profundidades de 1 a 6 km, embora alguns tenham intrudido mais profundamente. Os depósitos geralmente ocorrem em aglomerados acima de uma ou mais cúpulas no teto de uma intrusão intermediária a silicosa subjacente. As rochas alteradas se estendem para cima em direção à paleosuperfície, para baixo na intrusão granitóide da qual o magma porfirítico e os fluidos aquosos foram gerados e lateralmente por vários quilômetros de cada lado de um depósito.


As câmaras de magma funcionaram como sistemas abertos através de recarga de magma máfico, assimilação de rocha encaixante, cristalização e intrusão, mas as intrusões mineralizantes não entraram em erupção. As distribuições atuais de rochas hidrotermalmente alteradas e minerais de minério sulfetado-oxidado são produtos integrados no tempo do fluxo de fluidos orientado por fraturas (Figura 2).




Figura 2: Modelo conceitual explicando a dinâmica tectônica relacionada a depósitos do tipo cobre pórfiro. Fonte: Lee and Tang et al. 2020.


As concentrações de metais estão diretamente relacionadas à onde os minerais minério se precipitam originalmente e ao grau de remobilização subsequente. A precipitação de metais é uma função de várias variáveis, geralmente incluindo temperatura, acidez e disponibilidade de cobre e sulfeto. Portanto, a forma de um corpo de minério depende do número e das posições de intrusões mineralizantes versus estéreis; as proporções, formas e orientações de veios, filões ou brechas; e as mudanças de pressão-temperatura e reações de rochas encaixantes que governam a estabilidade dos minerais minério.


As paragêneses observadas nos minérios porfiríticos vão de associações de biotita ± feldspato potássico de alta temperatura (alteração potássica), para associações de muscovita ± clorita (alteração sericítica) de baixa temperatura, com presença de argilas (alteração argílica), o que é consistente com um progressivo aumento da acidez e maiores relações entre fluidos e rochas, antes de sua neutralização. Em contraste, as associações de Na plagioclásio-actinolita (alteração sódico-cálcica) e albita-epidoto-clorita-carbonato (alteração propilítica) se formam a partir de um fluido com baixa acidez e geralmente não contêm minerais de minério (Figura 3).


Evidências geológicas, inclusões fluidas e traçadores isotópicos indicam que fluidos magmáticos dominam a alteração ácida associada ao minério, enquanto fluidos não magmáticos dominam a alteração sódico-cálcica e propilítica. Grande porcentagem de minerais de minério encontrados em depósitos porfiríticos estão em veios de quartzo de alta temperatura associados a minerais de minério, bem como veios piríticos de temperatura moderada. As texturas comumente observadas são crustiforme, coloforme, flamboyant, vug, bandada, reticular, acicular, entre outras.


Figura 3: Modelo evidenciando as zonas de alteração e suas associações minerais características em um pórfiro. Fonte: Modificado de Lowell e Guibert (1970).


A geocronologia e modelos térmicos revelam que a atividade hidrotermal, geralmente, persiste de 50.000 a 500.000 anos. Embora alguns grandes depósitos de cobre porfirítico possam abranger vários milhões de anos. Evidências de idades relativas de eventos hidrotermais em locais específicos são fornecidas por relações de corte, incluindo veios deslocados, enquanto contatos intrusivos que cortam veios mais antigos e são cortados por veios mais jovens oferecem informações para correlacionar eventos espacialmente separados. A maioria dos depósitos porfiríticos envolve múltiplas intrusões associadas a veios hidrotermais formados em intervalos de temperatura decrescente. A temperatura inicial das composições dos fluidos hidrotermais varia entre as classes de pórfiro, refletindo a composição do magma e a partição química entre o melt, mineral e fluido aquoso.



Alteração Hidrotermal em Depósitos de Cu Pórfiro


A) Potássica: Esta zona é onipresente e é característica da zona de minério até camadas mais profundas na maioria dos depósitos, especialmente no núcleo estéril abaixo e no interior de uma concha de minério. Os minerais da zona de alteração potássica são quartzo e microclina e/ou biotita. Muitas vezes, esses minerais fazem parte da associação primária das rochas, especialmente das rochas félsicas. No entanto, a alteração potássica é observada quando há proporção significativa de microclina e biotita substituindo o plagioclásio e minerais máficos anteriores, por exemplo, da intrusão hospedeira.

Outros minerais de ganga, devido a alteração, podem incluir clorita, albita, sericita, magnetita, anidrita e pirita. Uma alta concentração de magnetita é uma característica das zonas de alteração potássica no núcleo da concha de minério de muitos depósitos. Essas zonas de alteração são resultado da adição metassomática de potássio em altas temperaturas (450-600 °C).

B) Sódico-calcária: Ocorre em alguns depósitos periféricos no limite inferior de zonas próximas à mineralização. Os minerais característicos são albita/oligoclásio, actinolita e magnetita. Essa zona geralmente não contém pirita e quase nunca contém minério. Acredita-se que seja o resultado da infiltração de águas salinas a temperaturas de aproximadamente 450 °C.

C) Fílica: A alteração fílica, assim como a alteração potássica, é onipresente em depósitos do tipo cobre pórfiro ocorrendo na faixa de temperatura de 200-450 °C. É formada tardiamente no desenvolvimento do sistema hidrotermal e muitas vezes sobrepõe as zonas de alteração potássica e clorita-sericita, especialmente, nas partes superiores e periféricas dessas zonas. Os minerais característicos são quartzo, sericita e pirita, mas também podem incluir microclina, caulinita, calcita, biotita, rutilo, anidrita, topázio e turmalina. Em geral, esses minerais são intercrescidos sobrepostos à textura pretérita da rocha.

D) Clorita-Sericita (CSS): Esta zona de alteração recobre a mineralização em alguns depósitos, embora possa incluir minério. Uma feição diagnóstica dessa zona de alteração é o aparecimento das cores verde, branca e tons de amarelo claro. Além da clorita e sericita (ou ilita), outros minerais incluem hematita, pirita e, às vezes, argilas esmectíticas. Essa zona é formada a partir de fluidos e temperaturas semelhantes aos da zona de alteração fílica, mas com acidez levemente menor.

(E) Argílica: Essa alteração pode ocorrer localmente em níveis relativamente rasos do sistema hidrotermal acima e periféricos à zona fílica. Os minerais característicos são argilas (montmorilonita, caulinita), mas também podem incluir biotita, ilita, clorita, pirofilita, diásporo, alunita, sulfetos, quartzo e andaluzita. A alteração argílica é o resultado de metassomatismo intenso em baixas temperaturas (100-300 °C).

(F) Propilítica: A alteração propilítica é ubíqua e se desenvolve extensivamente em torno da maioria dos depósitos de pórfiro, podendo se estender por vários quilômetros a partir dos depósitos com uma intensidade progressivamente decrescente à medida que se afasta do corpo de minério. As associações de alteração propilítica são muito semelhantes às do metamorfismo de fácies xisto verde, sendo assim os minerais característicos são: epidoto, clorita e calcita, mas também podem incluir com ocorrência de pirita, óxidos de ferro, sericita e apatita. A alteração propilítica é o resultado da adição de H2O, CO e, em muitos casos, S ao substrato rochoso hospedeiro, sem metassomatismo ácido-base significativo ou adição ou lixiviação de metais, as temperaturas de cerca de 250-400 °C (Figura 4).


Figura 4: Zonas de alteração hidrotermal características de cobre pórfiro. Fonte: Ore Deposit Geology (Ridley, 2013).

Distribuição Mundial e Temporal


Os depósitos pórfiros são datados do Arqueano ao Fanerozoico, porém os depósitos mais antigos por apresentarem alta deformação, metamorfismo e erosão não estão bem preservados. Esse motivo é devido a perda de suas feições primárias que dificultam a prospecção, sendo assim há baixo registro de depósitos anteriores ao Mesozoico. Nesse contato, a maior parte dos depósitos economicamente importantes são do Cenozoico e Mesozoico.


A influência do magmatismo e hidrotermalismo nos arcos magmáticos é capaz de formar extensos depósitos com teores variados (Figura 5). Dessa forma, é possível observar características que indicam correlação temporal, espacial e genética dos depósitos porfiríticos em todo mundo.

Figura 5: Distribuição mundial de depósitos de cobre pórfiro associados a margens convergentes. Fonte: Sun et al. (2015)

Autores:

Suzana França

Freddy Mpanano Cikuru


Referências:


Cin-Ty A. Lee, Ming Tang, How to make porphyry copper deposits, Earth and Planetary Science Letters, Volume 529, 2020, 115868, ISSN 0012-821X,


Lowell, J.D. and Guilbert, J.M. (1970) Lateral and Vertical Alteration-Mineralization Zoning in Porphyry Ore Deposits. Economic Geology, 65, 373-408.


Seedorff, Eric & Dilles, J. & Proffett, J.M. & Einaudi, M. & Zurcher, Lukas & Stavast, William & Johnson, D.A. & Barton, Mark. (2005). Porphyry deposits: Characteristics and origin of hypogene features.


Weidong Sun, Rui-fang Huang, He Li, Yong-bin Hu, Chan-chan Zhang, Sai-jun Sun, Li-peng Zhang, Xing Ding, Cong-ying Li, Robert E. Zartman, Ming-xing Ling,

Porphyry deposits and oxidized magmas, Ore Geology Reviews,Volume 65, Part 1,2015, https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.09.004.




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