Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería CM8 – Ambientes tectónicos regionales y su influencia en el control estructural
Geología Estructural Aplicada a Minería y Exploración CM8: Ambientes tectónicos regionales y su influencia en el control estructuralGeología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 ¿Por Qué Necesito Saber? Ambientes tectónicos tienen un rango limitado de patrones & estilos estructurales característicos; * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Ambientes tectónicos regionales son controlados por los movimientos a gran escala de las placas tectónicas; Tres ambientes tectónicos se distinguen en la formación (y en la deformación) de depósitos minerales. Tectónica de Placas y Depósitos Minerales * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Ambientes Tectónicos Regionales Condiciones de Extensión: Arquitectura de Fallas; * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones de Extensión Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones de Extensión Ocurren cuando las placas continentales se mueven en direcciones opuestas: Dorsales medio-oceánicas; * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 El adelgazamiento de la corteza resulta en arquitecturas complejas, caracterizadas comúnmente por la presencia de fallas normales con buzamiento subhorizontal relacionadas con fallas detachment a profundidad. Twiss & Moores, 1992. * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La extensión generalmente involucra 3 tipos de fallas principales: (1) Fallas de detachment; (2) Fallas normales; y (3) Fallas de transferencia. Estas fallas se mueven en cooperación formando conjuntos de fallas que mantienen el balance estructural. Condiciones de Extensión: Arquitectura de Fallas * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Características de Fallas Detachment Acomodan gran cantidad de desplazamiento (horizontal), hasta decenas kilómetros; Separan rocas metamórficas de medio y alto grado localizadas en la placa inferior de rocas metamórficas de bajo grado que se encuentran en la placa superior, resultando en un quiebre metamórfico tajante y/o Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Generalmente fallas lístricas relacionadas con fallas detachment; Fallas secundarias y antitéticas son comunes; Causa la inclinación de bloques y la formación de cuencas y cordilleras, asociando en yuxtaposición rocas del basamento con rocas más jóvenes de la cuenca; y El Buzamiento de las secuencias en la cuenca es opuesto a la dirección de la falla. Cuenca y cordillera (half-graben) Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Son estructuras de acomodación, no son fallas de rumbo; Generalmente geometrías muy inclinadas a verticales; Separan y compensan bloques extensionales que pueden operar de manera Fallas de Transferencia Vista en Google Earth de la Dorsal Medio-Atlántica que muestra gran cantidad de fallas de transferencia Africa Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones Extensionales: Formación de Cuencas Se forman en dos etapas: Etapa de rift: activo durante el fallamiento extensional, asociado con el aumento de la temperatura; * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Fallamiento activo; Depocentros half-graben; Cuñas de sedimentos clásticos gruesos; Cambios rápidos en facies laterales, lejos de los escarpes de falla; Puede presentarse actividad volcánica * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Secuencias sedimentarias finas en la parte superior mientras la topografía se reduce y la subsidencia disminuye; Cambios graduales en las facies sedimentarias; Unidades continuas con poca variación de espesores a lo largo de la cuenca; Enfriamiento de la corteza; poca o no actividad volcánica. Características de la Etapa de Pos-Rift * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Dorsales paralelas y valles limitados por fallas normales (perpendiculares a la dirección de extensión); Las fallas normales son generalmente discontinuas o escalonadas a lo largo de fallas de transferencia (paralelas a la dirección de extensión). Estructuras Extensionales en Mapas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Falla Golden Pike Geología del Campamento de Au Kalgoorlie, Provincia Yilgarn, Australia (Bateman et al., 2001) Cambio dramático en la estratigrafía a lo largo de la falla Adelaide La Serpentinita Hannan Lake no se observa entre estas fallas * * Geology of the Kalgoorlie gold camp, modified from Bateman at al., 2001. Key points to note are the restriction of significant lode development to between the Adelaide and Golden Pike Faults, and the significant stratigraphic changes across the Adelaide, Golden Pike and Lamington Faults. These changes in stratigraphy are difficult to explain by post-depositional displacements alone, and may require that these faults were active as early as the deposition of the mafic-ultramafic sequences. Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones Extensionales & Depósitos Minerales El adelgazamiento de la corteza se asocia con la formación de cuencas sedimentarias, gran flujo térmico, metamorfismo de BPAT, y deformación (incluyendo la formación de montamontañas); Gran flujo térmico, magmatismo y metamorfismo pueden generar actividad hidrotermal y la formación de depósitos minerales. * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La ubicación de depósitos minerales en cuencas extensionales es controlada por fallas normales que actúan como conductos para los fluidos ricos en metales hacia los horizontes estratigráficos favorables; La reactivación de fallas normales durante la inversión Condiciones Extensionales & Depósitos Minerales Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 VMS: Se precipitan por fluidos hidrotermales o en el piso oceánico Metales base en rocas sedimentarias: Se desarrollan generalmente durante rift durante la circulación de fluidos hidrotermales en secuencias * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Nelson & Colpron, Depósitos de Mineral de Canadá, 2007 Distribución de varios tipos de depósitos a lo largo del margen Laurentian, Canadá. Tipos de Depósitos en Cuencas Extensionales * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 En condiciones extensionales: Espere sistemas de vetas con buzamientos abruptos y plunges sub-horizontales, asociados a vetas de relleno de falla a lo largo de fallas normales; Espere lentes de mena controlados por la estratificación y asociados espacialmente con fallas normales en cuencas extensionales. Targeting en Condiciones Extensionales Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones de Compresión Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Ocurren cuando hay colisión entre placas tectónicas: Zonas de subducción; Condiciones de Compresión * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La arquitectura se caracteriza por un estilo estructural (o la combinación de varios): Cinturones plegados; Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Cinturones plegados Pliegues verticales a volcados con o sin fallas inversas con buzamiento abrupto; Asociado generalmente con deformaciones “delgadas” que involucran solamente la corteza superior, terrenos litológicos uniformes con bajo grado de metamorfismo (p.ej. cuencas antepaís). Pliegue tipo chevron en Loughshinny, Irlanda (www.geologyrocks.co.uk) * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Relación entre Pliegue y Cabalgamiento Generalmente el plegamiento viene acompañado por fallamiento de la misma escala y/o mayor; De hecho, muchos pliegues resultan del movimiento a lo largo de fallas por tanto, la continuidad de la estratificación en esta zona debe ser cuestionada en vez de ser asumida. Perfil de Nepal Occidental (DeCelles et al., 2001) * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Cinturones Plegados y de Cabalgamiento Dominado por pliegues recumbentes y/o cabalgamiento en áreas con secuencias fuertemente estratificadas y/o grado de metamorfismo más alto; Asociado comúnmente con deformación “delgada” que involucra rocas del basamento; Terrenos con pliegues tipo nappe dominados por la presencia de pliegues recumbentes con buzamiento sub-horizontal. Cross-section of the Canadian Rockies (Boyce et al., 2002) * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Las fallas de cabalgamiento pueden ser lístricas (curvadas) subhorizontales o empinadas(comúnmente fallas normales inversas); Alternativamente, los cabalgamientos pueden tener una geometría en "escalera" generada con “rampas” y “llanos” alternantes. Condiciones de Compresión: Arquitectura de Fallas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Anticlinales amplios junto con sinclinales apretados (volcados) son asociados generalmente con dicho cabalgamiento; Estos pliegues se generan como resultado del arrastre del labio elevado y el labio hundido de la falla de cabalgamiento y se conocen como antiforme hanging wall o roll-over (elevado) y sinforme footwall (hundido) respectivamente. Geometría de Cabalgamiento Lístrico Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Geometría en “Escalera” * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Las rampas perpendiculares a la dirección de transporte se denominan rampas frontales; Las rampas paralelas a la dirección de transporte se denominan laterales; Las rampas inclinadas en otros ángulos se conocen como oblicuas. Van der Pluijm & Marshak, 1997 Geometría en “Escalera” Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Los cabalgamientos ocurren generalmente en grupos conocidos como pilas de cabalgamiento imbricado; Cada falla del grupo está en movimiento hasta que se “cierra” y se genera una nueva falla en el labio hundido de un cabalgamiento más viejo, produciendo un amontonamiento de cabalgamientos viejos en otros más nuevos; Los cabalgamientos viejos son transportados en “piggyback” en la parte posterior de las estructuras más jovenes. Pilas de Cabalgamiento Imbricado Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Cabalgamientos “Dúplex” Series de cabalgamientos imbricados limitados generalmente por un cabalgamiento inferior (piso) y uno superior (techo); * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Note como los cabalgamientos más viejos son más empinados que los más jóvenes debido a la deformación continua durante la propagación del “dúplex” hacia la izquierda. Perfil de los Appalachians, van der Pluijm y Marshak, 1997 Cabalgamientos “Dúplex” Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Geometrías Complejas de Cabalgamiento La geometría es muy pocas veces simple; La gran mayoría estan plegados o son afectados por nuevas fallas imbricadas. Van der Pluijm & Marshak, 1997 Cabalgamientos inversos asociados con una rampa Cabalgamiento acuñado sobre una rampa. * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Cabalgamientos Ciegos Son superficies de cabalgamiento que terminaron antes de llegar a la superficie de la tierra; Pueden tener depósitos “ciegos” asociados. Imagen cortesía de Stephen Nelson, Tulane University Capas de roca dúctil plegadas Falla de Cabalgamiento ciega Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Estructuras de Compresión en Mapas Elementos característicos de cinturones plegados y de cabalgamiento incluyen: Pliegues paralelos y trazas de cabalgamiento generalmente subparalelas a la estratigrafía; Anticlinales Hanging wall (A); Sinclinales (Overturned) footwall (D); * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Overprinting de Eventos de Compresión Muchos terrenos deformados en numerosas ocasiones se caracterizan por la combinación de cabalgamiento y plegamiento recumbente previo borrado por la generación de pliegues verticales, seguido por fallamiento de rumbo / cizallamiento; Existen muchos ejemplos en el mundo de terrenos mineralizados con esta historia estructural, en particular la gran mayoría de terrenos Arcaicos. Zona de Deformación Cadillac-Larder Lake en intensidad magnética total (Ford et al., 2007) Rouyn-Noranda * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones de Compresión & Depósitos El espesamiento de la corteza se asocia con gran flujo termal, magmatismo, metamorfismo y deformación; Estos procesos pueden generar actividad hidrotermal y aportar a la formación de depósitos minerales. Lydon, 2007 Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Imagen de la geometría del Oceano Pacífico y de los Andes (Rosenbaum et al., 2005) Depósitos tipo pórfido Cu-Au y arquitectura estructural regional de los Andes en el Norte de Chile (Richards, 2003) Condiciones de Compresión & Depósitos Intersecciones de fallas controlan la ubicación del magmatismo y la formación de depósitos minerales * * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Tendenciad Estructurales & Distribución Porfírica Tomado de Gruen et al. (2010) Pueden ser agrupados, incluso a lo largo de estructuras lineales (p. ej. Zonas de Fallas de Atacama / Domeyko); Pueden ser aislados (p.ej. Bingham Canyon, Pebble); Controlados por la subducción (compresión), pero los escenarios estructurales locales pueden variar. Tomado de Sillitoe (2010) Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 En terrenos Arcaicos con múltiples deformaciones, las estructuras regionales controlan la ubicación de los campamentos de oro; depósitos de oro individuales se observan a lo largo de fallas secundarias. Condiciones de Compresión & Depósitos Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 En condiciones de compresión: Espere sistemas de vetas con buzamientos abruptos y plunges subhorizontales, asociados a vetas de relleno de falla a lo largo de fallas inversas; Tenga en cuenta que la deformación pos-depositación puede afectar la geometría y el plunge del depósito. Sección longitudinal de la mena de Cu-Zn-Au Flin Flon-Triple 7-Callinan: VMS depósito deformado en el Paleoproterozoico (Ames & Jonasson, 2007). Targeting en Condiciones de Compresión * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Condiciones de Rumbo / Wrench Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Ocurren cuando las placas continentales se deslizan (convergencia oblicua). Condiciones de Rumbo * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Tienen las siguientes características principales: Segmentos largos y rectos con movimiento de rumbo puro (zonas de desplazamiento principal - ZDP); Sentido y cantidad de compensación horizontal constante en gran variedad de características geológicas (y de paisaje); Buzamiento subvertical pero con geometría compleja; Falla San Andreas, California, USA Condiciones de Rumbo: Arquitectura de Fallas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Pocas variaciones en la linealidad llevan a una intensa complejidad estructural local; Puede formar ares de levantamiento local extremo o de rápida subsidencia profunda; Fallas individuales son fáciles de cartografiar ya que generalmente tienen trazas lineales en planta. Falla Altyn Tagh, Plateau Tibetano (zona de colisión India-Asia); Cowgill et al., 2004 Condiciones de Rumbo: Arquitectura de Fallas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Estos sistemas poseen una arquitectura estructural compleja; Secciones de las fallas pueden ser curvas en planta y en perfil; Espere curvas de detención y liberación; y Espere variaciones estratigráficas a lo largo de las fallas. Condiciones de Rumbo: Características de Fallas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Fallas de rumbo: Geometría Anisotropías en la corteza pueden generar saltos, curvas, step-overs y splays a lo largo de las ZDP; Estas son áreas importantes para la concentración de fluidos y se asocian con la precipitación mineral. Twiss & Moores, 1992. Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Curvas de Liberación (Dilational Jogs) Se caracterizan por una mezcla de estructuras extensionales, de dilatación y de rumbo. La dilatación resulta en la adición de material, usualmente minerales precipitados en vetas o brechas. Potencial para la formación de depósitos! * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Son comunes en fallas inversas o de cabalgamiento. Acomodan la compresión y generalmente causan levantamientos. Los cabalgamientos pueden generar el piso del jog (salto). Potencial para la formación de depósitos! Curvas de Detención (Compressional Jogs) * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 ZDP estrechas y sub-verticales en profundidad se expande hacia arriba (splay) hacia la superficie; Se pueden formar especialmente en curvas, escalones y jogs. Fallas de Rumbo: Estructuras en Flor Twiss & Moores, 1992 Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Twiss & Moores, 1992 Estructuras negativas: Contienen fallas normales oblicuas; y Producen subsidencia local (cuencas pull-apart) Fallas de Rumbo: Estructuras en Flor * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Estructuras de Rumbo en Mapas PNG highlands – estructura de compresión en flor a lo largo del límite de placas de rumbo sinestral Grasberg Porgera Porgera * * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Escenarios de Rumbo-deslizamiento y Depósitos Epitermales From Montgomery (2012) Lagunas Norte en relación con jogs con antecedentes tanto sinestrales como de rumbo-deslizamiento dextral. Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Depósito Epitermal de Plata Cerro Bayo, Chile Escenarios de Rumbo-deslizamiento y Depósitos Epitermales * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Lineación, orientación de la veta extensional y forma dilational jog todas indican un sistema de vetas formado en un sistema de falla de rumbo-deslizamiento sinestral. Escenarios de Rumbo-deslizamiento y Depósitos Epitermales * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Tomado de Maksaev et al. (2010) Escenarios de Rumbo-deslizamiento & Depósitos de Pórfido Tomado de Oyarzun et al. (2001) Cu Au Mo. * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 ~36 Ma depósito Chuquicamata en Chile Tomado de Ossandon et al. (2001) Escenarios de Rumbo-deslizamiento & Depósitos de Pórfido Cu Au Mo. * Applied Structural Geology in Exploration and Mining Santiago, April 29-30, 2013 Escenarios de Rumbo-deslizamiento & Depósitos IOCG Tomado de Maksaev et al. (2010) Tomado de Benavides et al. (2007) Cu Au Mo. Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La mina Bogoso se encuentra a 60km al SW de Ashanti a lo largo del mismo sistema regional de fallas de rumbo; La mineralización de oro se genera en curvas a lo largo del sistema de rumbo; Note que la geometría de las vetas se asocia con curvas opuestas! Condiciones de Rumbo & Depósitos Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 En condiciones de rumbo: Espere sistemas de vetas con buzamientos abruptos y plunges subverticales, asociados a curvas a lo largo de fallas de rumbo; Cuando curvas opuestas ocurren a lo largo del sistema de fallas de rumbo se pueden generar sistemas de vetas extensionales y de compresión; Márgenes de placas activos son la ubicación ideal para la formación de depósitos en condiciones de rumbo. Targeting en Condiciones de Rumbo * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Reactivación de Fallas e Inversión de Cuencas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Reactivación de Fallas e Inversión de Cuencas Fallas extensionales formadas durante la formación de cuencas son generalmente reactivadas durante compresión subsecuente en un proceso conocido como inversión de cuencas; Este es un proceso importante en la modificación de la geometría de depósitos existentes (p.ej. VMS) así como en la generación de nuevos depósitos * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Fallas rotacionales lístricas y fallas de detachement se reactivan como cabalgamientos; Los sedimentos en la cuenca se pliegan y se arrastran hacia la falla; Fallas de transferencis se reactivan como fallas de rumbo, acomodando el movimiento entre segmentos individuales de cabalgamiento. Reactivación de Fallas e Inversión de Cuencas * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Inversión de Cuencas: Cinturón de Cu de Zambia Fallas normales previas se relacionan con litologías permeables en la cuenca localizando la mineralización estratiforme. Copper-bearing unit Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La inversión de la cuenca y la reactivación de fallas normales produce una pila de cabalgamiento imbricado; La mineralización de cobre * * Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 Inversión en el campo
* Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013 La arquitectura estructural extensional influye en la geometría de compresiones subsecuentes. Inversión de Cuencas & Depósitos La intersección de cabalgamientos y fallas de…