La franja estannífera de Perú-Bolivia-Argentina   Étain   Zinn   Estaño   Stagno   Estanho      Dr. Jean Vallance Geólogo sénior – Minsur S.A.

I. Introducción

Bronce: 20-25% Sn + 75-80% Cu, primer metal (aleación) forjada por el hombre Edad del Bronce (2200-800 AC): desarrollo económico y demográfico importante en Europa Usos: Hojalata (no toxico, resistencia a la corrosión): comida, bebida, pintura, cosmético, aceite, otros productos químicos Soldadura (bajo punto de fusión, resistencia a la corrosión, conductividad) Aleación: cobre, plomo, fosforo, cobalto, niobio, antimonio, hierro, aluminio, indio, plata, zirconio Sales de Sn: capa conductiva de electricidad sobre vidrio

Contenido en Sn de algunas rocas: Mantel primitivo: 0.6 ppm Corteza inferior: 1.5 ppm Corteza superior: 3 ppm Granito normal: 5 ppm => Sn incompatible Granito especializado : 16-30 ppm Shale: 6 ppm Areniscas, calizas: <1 ppm Cu ~ 25 veces mas abundante Ultramafic rocks Mafic rocks Felsic rocks Granitic rocks Shales Limestones Crust average Zn 40 120 66 50 95 21 70 Cu 15 90 33 45 5 55 Pb 0.6 7 20 13 Ag 0.06 0.1 0.04 0.05 0.07 Au 0.006 0.004

Las grandes provincias estanníferas en el mundo Lehmann (1990)

Comparación entre grande tipos Mlynarczyk et al. (2003) 1 lode, 2 carbonate replacement, 3 skarn, 4 porphyry, 5 greisen, 6 rhyolite-hosted (Mexican type), 7 VMS. Some deposits belong to more than one class.

Producción y reservas mundiales de Sn (2012) Rank Country Production (Metric tons) Reserves (metric tons) 1 China 100,000 1,500,000 2 Indonesia 41,000 800,000 3 Peru 29,000 310,000 4 Bolivia 20,000 400,000 5 Brazil 11,500 710,000 6 Australia 6,000 240,000 7 Congo (Kinshasa) 5,700 NA 8 Viet Nam 5,400 World Total (rounded) 230,000 4,900,000 Fuente : USGS

Producción y reservas mundiales de Sn (2012) Franja estannífera de Perú-Bolivia-Argentina: Producción: 49,000 t, 2ndo mundial (21.3%) Reservas: 710,000t, 3ro mundial (14.5%) Argentina: Pirquitas (Silver Standard) produce Ag, y Zn, Sn? Cifras subvalúan la realidad: fuerte potencial de exploración

Mas del 95% de la producción histórica de Sn viene de yacimientos directamente o indirectamente relacionados a rocas graníticas Una pequeña parte del Sn viene como bajo producto en yacimientos del tipo sulfuro masivo (Kidd Creek, Canadá, o Neves Corvo, Portugal) Por que razones? Magmáticas Hidrotermales

Según Taylor et al. (1985) in Lehmann (1990)

Sistemas ricos en fluor (F) Magmas peraluminosos, metaluminosos o peralkalinos Enriquecidos en Li Contenido en agua moderado a bajo => débil desarrollo de vetas, mas diseminaciones Caso extremo = apogranito: poca agua, sistema profundo => alteración feldespática domina y diseminación de casiterita de baja ley Caso Pitinga (Brazil), Erzgebirge (Alemania), Jos (Nigeria) Greisen Apogranite Pollard et al. (1987)

Sistemas ricos en boro (B) Magmas peraluminosos Contenido en agua alto favorecido por la presencia de B => desarrollo de vetas, stockworks y brechas muy común por la energía mecánica liberada durante la expulsión de agua H2O in albite melt = 22 cm3/mol, pure H2O = 78 cm3/mol at 1 kbar and 800°C (Burnham and Davis 1971) = x3.5 Caso yacimientos de la franja estannífera boliviana (incluido San Rafael), Cornualles Pollard et al. (1987)

II. El cinturón estannífero de Perú-Bolivia-Argentina

Ubicación - extensión La franja estannífera esta ubicada en la cordillera oriental, en la zona donde los Andes alcanzan su ancho máximo, su máximo de espesor de corte continental, y es simétrica/deflexión de Arica Mlynarczyk et al. (2005)

Geología de la Cordillera Oriental Precambriano no expuesto: gneiss etc. Paleozoico inf.: 10-15 km de esquistos negros de origen marino, de edad ordovícico a Devónico, de bajo nivel de metamorfismo (hercínico). Formaciones Ananea, San José y Sandia en el Perú. Paleozoico sup.: Red beds Mesozoico sup.: Red beds Dietrich et al. (2005) Magmatismo peraluminoso: Triásico–Jurásico Oligoceno-mioceno + máfico Mioceno + máfico Plioceno + máfico

Dietrich et al. (2005) Los 3 yacimientos los mas importantes: - Cerro Rico de Potosí: mas grande yacimientos de Ag conocido + Sn en profundidad - Llallagua: mas grande yacimientos de Sn conocido (tonelaje Sn) - San Rafael: yacimientos de mas alta ley de Sn conocido Arce Burgoa (2009)

Pórfidos de Sn “Tin porphyry deposits” (Sillitoe et al., 1975) “Volcanic dome-hosted tin-silver deposits” (Cunningham et al.,1991) Pórfidos de Sn con ≤0.5% de Sn Los 2 yacimientos de Sn mas grandes conocidos son pórfidos (Llallagua y Oruro, Bolivia) Mas conocidos en Bolivia pero también en China, Siberia, Australia, Canada Altenberg (Erzgebirge, Alemania) y East Kempville (Nueva Escocia, Canada) también considerado dentro del tipo greisen según ciertos autores

Dietrich et al. (2000)

Edades de los yacimientos y del magmatismo Mlynarczyk et al. (2005)

Edades de los yacimientos Granitos a biotita-cordierita: San Rafael, Santo Domingo, Chimboya… Granitos a biotita moscovita: Quimsa cruz Cuarzo latita, dacita => “mixing” de riolita y magmas maficos : Llallagua Cuarzo latita, dacita => “mixing” de riolita y magmas maficos : Cerro Rico de Potosi Riolitas de 2 micas (Macusani, Morococola, Los Frailes) Mlynarczyk et al. (2005)

Edades de los yacimientos Tres épocas: Triásico - Jurásico: 220-200 Ma - Sarita (Perú), Chojlla, Chacaltaya (Bolivia) Greisen-vetas-mantos Sn-W, Cu, Pb-Zn, Sb-(Au) Oligoceno-Mioceno: 25-19 Ma – San Rafael, Palca XI (Perú), Quimsa Cruz, Llallagua, Colquechaca (Bolivia) Vetas (greisen)- pórfidos Sn-W, Cu, Pb-Zn Mioceno: 17-12 Ma – Oruro, Cerro Rico de Potosí, Chorolque (Bolivia), Pirquitas (Argentina) Pórfidos Sn-Ag

Triásico – Jurásico 200-220 Ma Mlynarczyk et al. (2005)

Triásico - Jurásico Sarita Pluton de Aricoma (220-230 Ma) Monzogranito a granodiorita moderamente peraluminoso (biotita sola) Cuerpos “pipe” ricos en W, Mo, Sn con halos de alteración a kfs Granito albitizado Parte profunda de un sistema greisen?

Triásico - Jurásico Vallance e Asto (2010)

Chacaltaya-Kellhuani Triásico – Jurásico Kellhuani: mantos a Sn, asociados al porfido de Chacaltaya, al sur del intrusivo de Chucura-Huyana Potosi La Chojlla, San Francisco, Bolsa Negra: yacimientos de W-Sn asociados al intrusivo de Taquesi La Chojlla Chacaltaya-Kellhuani San Francisco Bolsa Negra Mc Bride et al. (1983)

Pórfido de Chacaltaya: granito con biotita, con alteración de tipo greisen K-Ar age of 210 ± 6 Ma (McBride et al. 1983) Cassiterite homogenization temperatures from Kelly and Turneaure (1970) Lehmann (1985)

Kellhuani Mantos a casiterita en las cuarcitas de la formación Catavi (Paleozoico) Lehmann (1985)

La Chojlla Fue una de la mas importante mina de W de América del sur 85% de la producción de W de Bolivia en los años 60-70 La Chojlla Chacaltaya-Kellhuani San Francisco Bolsa Negra Mc Bride et al. (1983)

La Chojlla Michel y Reuter (1977) 203.2 ± 6.2 K-Ar Muscovite McBride et al. (1983)

La Chojlla Turmalinización masiva precoz Vetas paralelas tipo tensionales Qtz-wolf-cas-po-ap Alteración tipo greisen asociada a un pequeño intrusivo Michel y Reuter (1977)

Yacimiento de tipo vetas y greisen La Chojlla, Chacaltaya, Bolsa Negra Sarita Reed (1986)

La Chojlla, Chacaltaya, Bolsa Negra Sarita Endo- y Exogreisen (Scherba, 1970)

Oligoceno-Mioceno: 25-19 Ma Mlynarczyk et al. (2005)

El yacimiento de San Rafael

Geología de la cordillera oriental (de Carabaya) Grupo Quenamari Granito triásico Paleozoico inf. Oligo- mioceno Permo- Triásico (Mitú) Paleozoico sup. Grupo Picotani Inca Pacific (2001)

Geología del domo de Quenamari Kontak y Clark (2002) Pizarras y cuarcitas de la formación Sandia (Ordovícico): metamorfismo y plegamiento hercínico. Facies sub esquistos verde (prehnita+pumpellyita) Areniscas y limo arcillas del Grupo Ambo (Carbonífero): post hercinico, no metamórfico

Geología del yacimiento Metamorfismo de contacto: esquistos manchados y corneanas a andalucita Intrusivo: monzogranito peraluminosos a biotita-cordierita. Facies de grano grueso y facies de grano fino a megacristales de feldespato K. Edad 24.6 a 24.7 ± 0.2 Ma (respectivamente, 206Pb/238U zircon and monazite: Clark et al., 2000) Diques de minette y granito rico en mica Wagner et al. (2009)

Clasto de granito cloritizado Wood tin Foto J. Vallance

Geología de la veta San Rafael El granito ocupa el núcleo del domo de Quenamari -> la ascensión del magma es responsable por la formación del domo Las pizarras Sandia son como una cascara b Pb- Zn- Ag Cu-(Sn) Sn in Mlynarczyk et al. (2003)

in Mlynarczyk et al. (2003)

Kontak y Clark (2002)

Oligoceno-Mioceno: 25-19 Ma Mlynarczyk et al. (2005)

Geología Del distrito De Llallagua >500 Mt @ 0.3% Sn Turneaure (1960) Rhyodacite stock ~1 x 2 km

Llallagua Turneaure (1960) Mineralización de Sn diseminada en la zona de alteración a qtz-ser: Diseminación de py y cas en la roca alterada y en las brechas + stockwork de vetas ≤2 cm a qtz-cas. => 0.3% Sn mayormente en brechas y stockwork

Modelo genético Sb Ag (Sn) Cu Zn Sn W Bi LITHOCAP 1 -2 km QP/QD VQ/QA QS QT SC CA Chalcedony- Barite veins Massive sulphide veins Tuff apron Tertiary volcano-sedimentary rocks Early Palaeozoic meta-sedimentary 1 -2 km Felsic dome v Sb Ag (Sn) Cu Zn Sn W Bi 200 metres ALTERATION Cristobalite-alunite (acid-leached zone) Vuggy quartz Quartz-alunite Quartz-dickite Quartz-pyrophyllite Quartz-sericite (muscovite) Quartz-tourmaline Smectite-chlorite VQ QA QD QP LITHOCAP Sillitoe et al. (1998)

Mioceno: 17-12 Ma Mlynarczyk et al. (2005)

Cerro Rico de Potosí U-Pb zircon: 13.8 ± 0.2 Ma 40Ar/39Ar sericite: 13.76 ± 0.1 Ma VQ: vuggy quartz QD: quartz-dickite QS: quartz-sericite QT: quartz-tourmaline Sillitoe et al. (1975) Lithocap Sillitoe et al. (1998)

Foto: G.B. Steele, in Sillitoe et al. (1998)

Modelo genético Sb Ag (Sn) Cu Zn Sn W Bi LITHOCAP 1 -2 km QP/QD VQ/QA QS QT SC CA Chalcedony- Barite veins Massive sulphide veins Tuff apron Tertiary volcano-sedimentary rocks Early Palaeozoic meta-sedimentary 1 -2 km Felsic dome v Sb Ag (Sn) Cu Zn Sn W Bi 200 metres ALTERATION Cristobalite-alunite (acid-leached zone) Vuggy quartz Quartz-alunite Quartz-dickite Quartz-pyrophyllite Quartz-sericite (muscovite) Quartz-tourmaline Smectite-chlorite VQ QA QD QP LITHOCAP Sillitoe et al. (1998)

III. Discusión-Conclusión

“Tectonic indentor” (Avellanador/punzón) Mlynarczyk et al. (2005)

Tectonic indentor Ausencia de magmatismo durante el oligoceno y el mioceno en la zona de acortamiento máxima. Zona desfavorable para la exploración de yacimientos de edad Terciaria. Pero mineralización triásica… Mlynarczyk et al. (2005)

Una gran diversidad de yacimientos de Sn, con varias asociaciones: Sn-W, Sn-Cu-Pb-Zn-Ag –(Au), Sn-Ag 3 epocas: diversidad adentro de un mismo episodio metalogenetico (Oligo-Mioceno en particular) La antigua subdivisión queda valida: “plutonico” hacia el norte, “volcanico” hacia el sur Yacimientos “volcanicos” mas joven hacia el sur, yacimientos triasicos fuertemente erodado hacia el norte (Sarita) Zonación de intensidad de erosión, con uplift mas fuerte al norte? No tan simple: con los yacimientos “plutonicos” oligo-mioceno se encuentran rocas volcanicas que son contemporaneo de los plutones, pero no mineralizado

W Erzgebirge: profundo plutónico, E Erzgebirge: superficial volcanico Analogía con Erzgebirge ? (Alemania-Rep. Checa) W Erzgebirge: profundo plutónico, E Erzgebirge: superficial volcanico Llallagua? San Rafael, Quimsa Cruz? Seltmann et al. (1989, 1990)

Continuum plutónico a (sub)volcanico? QP/QD VQ/QA QS QT SC CA Chalcedony- Barite veins Massive sulphide veins Tuff apron Tertiary volcano-sedimentary rocks Early Palaeozoic meta-sedimentary 1 -2 km Felsic dome v Sb Ag (Sn) Cu Zn Sn W Bi 200 metres ALTERATION Cristobalite-alunite (acid-leached zone) Vuggy quartz Quartz-alunite Quartz-dickite Quartz-pyrophyllite Quartz-sericite (muscovite) Quartz-tourmaline Smectite-chlorite VQ QA QD QP LITHOCAP Sillitoe et al. (1998) San Rafael?

Origen de los magmas Los magmas de las 3 épocas presentan las mismas características: peraluminosos, reducidos, tipos S, enriquecidos en Sn Fusión de las rocas paleozoica (10-15 km de esquistos) + gneiss precámbrico Esquistos paleozoicos: ricos en carbón, en boro, solo 4 ppm Sn Enriquecimiento de Sn de los magmas por diferenciación magmática, no existe una extensa anomalía en Sn en las rocas paleozoicas como se infería antes Porfidos: qt-latita => estudios inclusiones magmaticas: ezcla de magma diferenciados con magma basaltico-andesitico (Dietrich et al., 2005) La fusión de la corte continental ha sido promovida por la inyección de magmas básicos (basaltos K, lamprofidos) en la corte

30-29 Ma <28 Ma Mlynarczyk et al. (2005)

Conclusiones Faltan estudios para entender las diferencias entre norte y sur (geología regional, geofísica, neotectónica…) Faltan dataciones para refinar los episodios metalogeneticos: antiguas dataciones K-Ar, pasar a U-Pb (circón, monazita, titanita) Re-evaluación yacimientos existentes y abandonados en los 70-80: economicamente, modelos Pensar en los yacimientos hospedados en rocas sedimentarias: Mallku Kollta (Zn-In) Partes profundas de pórfidos de estaño