INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
MÓDULO N°3 YACIMIENTOS MINEROS
MAURICIO BELMONTE LERMA
INGENIERO CIVIL DE MINAS
EMAIL: [email protected]
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Calendario I Semestre 2014 INT. A LA MINERIA
Sesión N°
Contenido
TMD I-A
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Historia, propiedades (Cu)
Panorama productivo, producción, minera
Yacimientos Mineros
Procesos Geológicos
Contro N° 1
No hay clases
Sistemas de Explotación (Rajo Abierto )
Sistemas de Explotación (Subterráneo )
Control N° 2
Procesos de Explotación (Rajo Abierto)
Procesos de Explotación (Subterránea)
Ciencias de Apoyo (Topografía y Estabilidad de Taludes)
Procesamiento de Minerales
Exposición de Trabajos
Visita Mina Escuela
Control N° 3
Sustentabilidad (Medio Ambiente, Control de Pérdidas)
Exposición de Trabajos
Examen
Repetición
Vacaciones (04 al 16 de Agosto)
26-03-2013
03-04-2013
10-04-2013
17-04-2013
24-04-2013
01-05-2013
08-05-2013
15-05-2013
22-05-2013
29-05-2013
05-06-2013
12-06-2013
19-06-2013
26-06-2013
28-06-2013
03-07-2013
10-07-2013
17-07-2013
24-07-2013
31-07-2013
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
TRABAJO GRUPAL
TEMAS:
1.- Aplicaciones y usos del Cu
2.- Evolución de la Seguridad en la Minería Chilena
3.- Gran Minería (Pórfidos cupríferos)
4.- Mediana Minería
5.- Pequeña Minería
6.- Metales (Oro, Plata, Carbón, Salitre, Hierro, Litio,
etc.)
7.- Código de Minería (pasos a seguir hasta la
obtención de la pertenencia minera)
8.- Libre (elección del Alumno)
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
TRABAJO GRUPAL
Cada grupo deberá entregar un documento que contenga:
1.- Nombre del Trabajo
2.- Nombre de todos los integrantes del grupo
3.- La presentación es en Power Point, en no mas de 10
laminas, destacando lo relevante del trabajo.
4.- Expositores: Libre. Lo puede presentar un integrante del
grupo o se pueden turnar
5.- Tiempo de exposición. 12 minutos, para dejar 3 minutos
para preguntas
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Qué es el negocio Minero ?
¿Cuál es la importancia de la Minería en
Chile ?
El rol del negocio minero en la economía, es el de encontrar (exploración),
depósitos minerales económicos, para luego explotar, procesar y vender
(comercialización), los productos que de ellos se obtienen.
El negocio minero, por definición, debe ser económicamente rentable, salvo
que sea de interés social o estratégico.
Chile posee el 24% de las reservas mundiales de Cu.
Codelco
maneja
el
34%
de
la
producción
nacional.
Codelco es el productor de cobre mas grande del mundo y la empresa que
contribuye mas a la economía chilena.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿De donde vienen?
¿Qué son los depósitos minerales ?
Los minerales de interés para su explotación son de ocurrencia natural, asociados a
procesos y ambientes geológicos específicos según su tipo.
Un depósito mineral o yacimiento es un cuerpo o zona de concentración de recursos
minerales.
Una Mina es un yacimiento en el cual es posible realizar la extracción de un mineral o
elemento con un beneficio económico (a través de sus labores)..
Para elementos de interés, los minerales que lo contienen se denominan mena,
minerales de los cuales es posible extraer un metal con un beneficio económico.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Los yacimientos
Yacimiento: Es el lugar donde se encuentran
naturalmente las rocas (localizada en la corteza
terrestre), que contienen uno a varios minerales
como resultado final de los diferentes procesos
geológicos, en cantidad suficiente como para ser
extraídos con beneficio económico.
Existen yacimientos de diferentes tipos, pero en el
caso del cobre, los de mayor volumen
corresponden a los denominados pórfidos
cupríferos.
Los lugares donde se encuentran las minas de cobre, es decir, un yacimiento de cobre,
dependen de los procesos geológicos que han ocurrido en ese lugar.
De esta forma, los yacimientos de cobre se relacionan con la presencia de rocas ígneas
(son rocas que se forman cuando el magma, roca fundida, se enfría y solidifica), y estas
se forman, bajo la superficie como rocas intrusivas o en la superficie como rocas
extrusivas.
Estas rocas ígneas aportan los minerales que contienen las rocas circundantes, y de
acuerdo a las condiciones en que esto ocurre, se tienen dos tipos de material
mineralizado: los sulfuros y los óxidos.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Conceptos básicos
Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, aparecen una serie de conceptos que
tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geológicos-geoquímicos, o en los
económicos. Los más importantes son los siguientes:
Mena: Esta formado de dos partes, el mineral que es la especie de interés que se
encuentra en estado solido con una composición química definida y la ganga (resto de
minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés económico.
Roca: Material compuesto por uno o varios minerales, como resultado final de los
diferentes procesos geológicos.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de
procesos, propios de la minería metálica, que permiten
obtener el elemento de interés.
Mineral : Sustancia solida de origen natural con estructura interna ordenada y
composición química definida.
Los minerales: Pueden ser de uso práctico para la humanidad, ya sea por sus
propiedades medicinales o bien para la extracción del elemento(s) particular(es), como
por ejemplo los metales (Cu, Au, etc.).
Los recursos minerales: Se dividen en tres grandes familias, los metálicos, los nometálicos y los energéticos.
Metálicos: Minerales de mena de los cuales se obtienen metales de interés.
No-metálicos: Minerales empleados directamente en procesos
industriales, tecnológicos, construcción, etc. (ej. litio, sal, yodo, salitre,
etc.).
Recursos energéticos: petróleo, gas natural, carbón, uranio, etc.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Ubicación y distribución de yacimientos
minerales de Cu - Au en Chile:
Los depósitos minerales son el
producto de procesos geológicos
cuyos materiales se han
concentrados, ya sea en forma
endógenos o exógenos.
Entre estos procesos destacan los
magmáticos y magmáticos
hidrotermales.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Ubicación y distribución de yacimientos
minerales de Cu - Au chilenos:
Para la generación de un deposito
mineral se requiere de un origen de
los elementos y de una serie de
procesos que conduzcan a la
concentración de ellos.
Estos procesos pueden ser bastante
variados para distintos tipos de
depósitos, la comprensión de ellos
es de vital importancia para la
determinación de criterios de
exploración.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
En la tierra se presentan cuatro "-feras":
Atmósfera, hidrosfera, bioesfera y
litosfera. La geología es la ciencia de la
litosfera y sus relaciones con las otras "feras".
Las -feras
La intersección de Hidrosfera-Litosfera
trata del agua subterránea, transporte en el
agua, ambiente de río. El conjunto de
Biosfera-Litosfera se trata de la vida en
las épocas pasadas, la evolución, los fósiles y
en general la paleontología
1.) La Atmósfera: Capa de gases (aire), que envuelven la tierra, formado a su vez por
una serie de capas que funcionan como un escudo protector del planeta, mantiene la T°.
2.) Hidrosfera: Todo el agua en, bajo o por encima de la superficie terrestre: océanos,
ríos, lagos, agua subterránea, lluvia, etc..
3.) Biosfera: Parte del mundo en la cual están presentes los seres vivos: La superficie
de la tierra, el suelo, los mares, el aire.
4.) Litosfera: Parte sólida exterior de la tierra.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
La corteza de la tierra
Espesor de las Capas
Corteza Terrestre: 5 – 75 Km (solido)
Manto Superior: 670 Km (plástico)
Manto Inferior: 2.230 Km (solido)
Núcleo Externo: 2.220 Km (liquido)
Núcleo Interno: 1.250 Km (solido)
Existen dos tipos de corteza: La corteza continental y la corteza oceánica. La corteza
continental incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad. La
corteza oceánica se encuentra en los sectores oceánicos de alta profundidad.
La corteza y el manto terrestre están formados por material mineral, es decir, por rocas
de distinta naturaleza. Los elementos que constituyen las rocas de la corteza terrestre
son principalmente ocho:
Oxigeno, Silicio, Aluminio, Hierro, Calcio, Sodio, Potasio y Magnesio,
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
El Magma
Gran parte de los minerales nació con la
consolidación de la corteza terrestre, hace
aproximadamente 4.000 millones de años,
siendo parte del magma que fue el material que
genero los minerales y las rocas ígneas después
de su enfriamiento.
El magma es una mezcla de elementos que se
encuentra al interior de la tierra (sale a la luz a
través de las explosiones volcánicas), y esta
formado por gases y roca fundida, su
temperatura es altísima, pudiendo llegar a los
1.000 °C.
Ejemplo. El magma es como una sopa rica en
compuestos químicos, al enfriarse se endúrese y
esto forma minerales. Dependiendo de la
velocidad de enfriamiento varían los minerales.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
El punto de fusión del magma se ubica en profundidades
entre 100 y 200km, es decir en el manto superior.
Se supone que sólo una porción pequeña del material del manto está fundida, lo
demás está en estado sólido. Este estado se llama la fusión parcial
La porción fundida es un líquido menos denso en comparación con la porción sólida.
Por consiguiente tiende a ascender a la corteza terrestre concentrándose allí en bolsas y
cámaras magmáticas.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
De este modo en altas profundidades en la corteza terrestre
y en el manto superior puede producirse el magma a partir
de material sólido
Comparamos el material sólido rocoso situado en altas profundidades es decir en el
manto superior con un volumen de agua encerrado en una olla de presión hirviéndose
por ejemplo a una temperatura de T = 120°C. ¿Cómo el agua se convierte en vapor? ¿O
es decir, cómo el material rocoso se convierte en un magma? Hay dos posibilidades:
1. Se puede intensificar el fuego o es decir aumentar la temperatura hasta que el agua
está en ebullición.
2. Se puede abrir la olla de presión, es decir disminuir la presión, el agua saldrá de la
olla en forma explosiva y gaseosa.
En el caso del material rocoso situado en el manto superior la disminución de la presión
(la segunda alternativa) es la más probable para la fundición del material rocoso y la
generación del magma.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Formación de yacimientos de cobre
El origen de la materia prima
En la naturaleza existen distintos tipos de
yacimientos de cobre, los que se presentan de
diversas maneras, dependiendo de los procesos
geológicos que dieron origen a su
concentración.
Un tipo de yacimiento es aquel que se origina vía disolución del cobre desde los
magmas (o rocas fundidas) por aguas termales, las que son conducidas hacia la
superficie de la tierra a través de fracturas en las rocas.
El cobre aparece entonces como vetas de mineral de alta ley o incluso de cobre nativo.
Esta fue la primera fuente de cobre que utilizó el hombre.
Otra forma de concentración de cobre (también a partir de magmas), viene de las fuentes
termales submarinas, que son verdaderos géyseres ricos en metales.
Al salir y mezclarse con el agua fría del mar, los metales precipitan en forma de
sulfuros que quedan agrupados en el sedimento del fondo marino.
Millones de años más tarde, producto del levantamiento de la corteza terrestre, estos
sedimentos emergen a la superficie en forma de yacimientos.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Los sistemas del tipo pórfido cuprífero son sin
ninguna duda de origen netamente magmático –
hidrotermal.
Los depósitos del tipo pórfido cuprífero
comprenden yacimientos de gran volumen de
mineralización primaria de sulfuros de
cobre-fierro y fierro, en general hospedados
y directamente asociados a cuerpos
intrusivos porfíricos, pero en ningún caso
estrictamente restringidos a roca intrusiva.
Procesos de Formación
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
También los yacimientos denominados porfíricos,
son muy abundantes en el cordón andino. Se
caracterizan por contener grandes masas de rocas
con cobre sulfurado que generalmente es de baja ley
Estos se originan por el ascenso de rocas fundidas cuando la corteza oceánica se
introduce bajo la corteza continental. Ejemplos de ello en Chile son Chuquicamata, El
Salvador, Andina y El Teniente entre otros.
Hay, además, otros yacimientos donde el cobre se encuentra en la parte superior que ha
sido alterada por la acción de agentes atmosféricos a través de millones de años.
Son los llamados yacimientos de cobre oxidado, también muy frecuentes en Chile,
como la mina Radomiro Tomic, el Abra y la parte superior, ya explotada, de
Chuquicamata.
Cerca de la mitad de los recursos de cobre del mundo se concentran
en el ambiente geológico de la Cordillera de Los Andes.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Qué información nos dan las rocas?
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Un mineral se puede formar a partir de los siguientes procesos:
A medida que un magma se solidifica se van formando los minerales. La fase liquida y
gaseosa de la mezcla se van enriqueciendo en su camino, al ser expulsadas del magma,
principalmente durante su solidificación. El liquido expulsado de su fuente magmatica
se desplaza, lateral o verticalmente para llegar finalmente a la superficie. Desde la
profundidad magmatica hasta la superficie, el agua pierde T° y presión, por ello casi
todas las sustancias disueltas en el agua precipitan en el camino, originando grandes
concentraciones o depósitos minerales. Los conductos por los cuales el agua se
moviliza es todo tipo de grietas, pero son fundamentalmente las fallas (el agua en su
trayecto, además va rellenando todas estas aberturas).
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
-Los geólogos atribuyen a los procesos
hidrotermales, la gran variedad de depósitos
minerales metálicos que proporcionan la
mayoría de nuestros metales (oro, plata,
cobre, plomo, zinc, mercurio, molibdeno,
etc.).
- Otra forma de encontrar minerales:
-Meteorización: Desintegración o
descompocisión de rocas en la superficie
terrestre como consecuencia de su exposición
a los agentes atmosféricos (lluvia, viento,
hielo, etc.)
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
La meteorización libera muchos minerales
de la roca que es atacada por alguno de los
agentes exógenos nombrados.
Estos minerales son transportados en solución (por ríos, mar) o
mecánicamente (por acción de agentes exógenos: viento, lluvia, etc.)
hacia cuencas sedimentarias o bien se acumulan formando depósitos de
minerales de interés económico o industrial.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
En la búsqueda de un nuevo yacimiento
La búsqueda y definición de nuevos yacimientos son
realizadas por un equipo de profesionales, encabezado por
geólogos,
considerando
las
siguientes
atapas:
I.- EXPLORACION BASICA
II.- EXPLORACION INTERMEDIA
III.- EXPLORACION AVANZADA
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
PRIMERA ETAPA
EXPLORACION BASICA
¿Cuál es el objetivo?
Las características de las rocas
como el color y las manchas
permiten ubicar la zona de interés
donde puede haber un yacimiento
En esta primera etapa, se efectúa un reconocimiento general de un
área extensa (decenas a cientos de kilómetros) con el fin de
identificar algunas características favorables que puedan indicar la
presencia de un yacimiento.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Quién la realiza?
¿Cómo se lleva a cabo la exploración básica?
El equipo de geólogos, estudia diferentes
antecedentes y aplica técnicas específicas
(mapas geológicos, imágenes de satélite,
geofísica, etc.) para seleccionar las áreas
donde desarrollar la exploración básica.
El geólogo o geóloga identifica en
terreno los sectores donde realizar
la exploración para ubicar un
yacimiento.
Una vez identificada el área, el equipo se dirige a terreno para
registrar las características de las rocas (color, textura, estructura,
presencia de minerales indicativos) y su ubicación, y para recoger
muestras que permitirán determinar el contenido de los elementos
interesantes en una explotación, tales como cobre, oro, hierro,
molibdeno,
etc.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
SEGUNDA ETAPA
EXPLORACION INTERMEDIA
¿Cuál es el objetivo?
Con ayuda de imágenes satelitales se
confirma la información de
exploración.
El objetivo de esta etapa es confirmar la existencia de
mineralización de cobre en profundidad, de acuerdo con la
información recogida en la etapa anterior.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Cómo se realiza?
Una vez localizada el área de interés se realizan, con mayor detalle, trabajos geofísicos
tales como magnetometría, gravimetría, resistividad, etc. y trabajos geoquímicos como
la obtención y análisis químicos de muestras de superficie. Junto con estos análisis se
interpretan las características que interesan en diferentes mapas, lo que permite
aumentar la precisión y reducir el radio de búsqueda del mineral.
¿Qué se obtiene?
El resultado del trabajo de la etapa de exploración intermedia es la identificación de un
posible yacimiento, ubicado en un área más o menos definida, de dimensiones
aproximadas
entre
500
metros
y
5
km
por
lado.
La información recolectada permite diseñar la perforación de algunos sondajes
exploratorios, para extraer muestras de distintas profundidades y determinar la posible
continuación
de
la
mineralización
bajo
la
superficie.
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TERCERA ETAPA
EXPLORACION AVANZADA
¿Cuál es el objetivo?
Las muestras de profundidad (testigos de
sondeos) permiten confirmar la presencia de
rocas mineralizadas en profundidad.
En esta etapa, se determina con mayor precisión la forma y extensión del yacimiento y
la calidad del mineral encontrado, es decir, la ley de mineral que corresponde al
contenido
del
o
de
los
elementos
de
interés.
¿Cómo se realiza?
Las determinaciones de forma y ley de mineral se realizan mediante la perforación de
más sondajes, distribuidos en una malla regular (cada 200 o 400 m, por ejemplo), los
que
atraviesan
el
mineral
(zonas
de
óxidos
y
de
sulfuros).
Mediante los sondajes, se pueden reconocer características del yacimiento tales como la
ley de cobre y de otros elementos, los tipos de mineral, alteración, estructuras, densidad,
dureza, fracturamiento, etc.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Qué información se obtiene?
¿Qué se hace con ella?
Los resultados de las características del yacimiento, el tipo de mineral y la ley
constituyen la primera información fundamental para el diseño de una futura
explotación, ya que permiten estimar el comportamiento geotécnico y geometalúrgico,
y el posible rendimiento económico del mineral.
Esta información es analizada por los ingenieros de minas, quienes mediante
metodologías especializadas determinan el sistema de explotación, realizan un diseño
preliminar de la mina e instalaciones de planta y calculan las expectativas económicas y
la vida útil de la futura operación.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
¿Cuándo se decide explotar una mina?
La decisión de llevar adelante el proyecto de explotación es tomada
considerando las características del yacimiento, el diseño de la operación
y las proyecciones a futuro del mercado internacional del cobre
(demanda y precio).
De demostrarse que se trata de un negocio con una atractiva rentabilidad,
se continúa con las etapas siguientes, correspondientes a la ingeniería.
Los yacimientos de cobre, cuya explotación es económicamente
atractiva, son en general de gran tamaño, del orden de los cientos de
millones de toneladas y tienen leyes promedio entre 0,4 y 1,0 % de cobre
total.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
Geología: entrega la información de las características físicas, químicas y
mineralógicas
del
material
a
extraer.
Planificación: elabora el plan minero, considerando todas las variables (geología,
operación, mantención, costos, plazos, etc.) que intervienen en él.
Operaciones: realiza el movimiento de material en la mina (perforación, tronadura,
carguío
y
transporte).
Mantención: debe velar por la disponibilidad electromecánica de todos los equipos
(perforadoras,
palas,
camiones,
equipos
auxiliares).
Administración: proporciona el apoyo en manejo de recursos humanos, adquisiciones,
contratos, etc.
Además, participan estamentos asesores en materias de seguridad, medio ambiente y
calidad, para lograr el cumplimiento de las normas y orientaciones correspondientes a
un trabajo seguro, limpio y de calidad.
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
SALITRE
VESTIGIOS SALITREROS
CARBON
CHIFLON DEL DIABLO 1
CHIFLON DEL DIABLO 2
CHIFLON DEL DIABLO 3
HUMBERSTONE
ESCUELA SANTA MARÍA
CHIFLON DEL DIABLO 4
CHIFLON DEL DIABLO 5
INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA
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GRANDES TENDENCIAS QUE CARACTERIZAN A LA …