Institut für Mineralogie und Kristallchemie der Universität Stuttgart

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Chile-Exkursion 2002

14.03. Donnerstag (Führung A. Morales / Codelco)

Der einzige Aufschluß an diesem Exkursionstag war die Grube El Teniente (Porphyry Copper) (ca. 50km E Rancagua, Eingang zum Minenbereich: S3411.63 W 7033.74 dort Umkleideaktion)

 

 

 

 

Die staatliche Minengesellschaft Codelco baut in El Teniente 40 km östlich von Rancagua seit 1906 eine der größten Porphyry Copper Lagerstätten untertage ab. In dieser Zeit wurden über 40 km³ erzführendes Gestein gefördert und ein Stollensystem von über 2200 km Länge angelegt, das die Mine damit zum weltgrößten Untertagebergwerk macht. Zur Zeit werden 100.000 t Gestein pro Tag gefördert, das ein Viertel der chilenischen Reinkupferproduktion liefert. Der Kupferanteil beträgt 1% in der Vererzungszone, neben 0,02 0,04% Molybdän. El Teniente deckt damit auch mehr als die Hälfte des weltweiten Bedarfs an Molybdän.

Der Intrusivkörper besitzt einen Durchmesser von 2 km und birgt noch ca. 12 Mio. t Reinkupfer. Der Abbau findet durch Sprengung von Kavernen statt, aus denen das zerbrochene Gesteiin nach unten abgezogen wird. An der Oberfläche hat sich eine Einsturzpinge gebildet.

Die historische Bergarbeitersiedlung Sewell beherbergte in den dreißiger Jahren bis zu 5000 Arbeiter und wurde zum Weltkulturerbe erhoben.

 

Zur Geologie:

Bei dem erzführenden Körper handelt es sich um subvulkanische andsitische Intrusionen in die Pyroklastika der miozänen Farellones-Formation. Im Süden des Abbaugebiets verläuft eine SW-NE gerichtete Störung. Während im Norden entlang der Störung die Gesteine stark alteriert, verschoben und angehoben sind, stehen südlich davon Vulkanoklastika der Farallones-Formation an. Diese sind von Andesit-/Basaltgängen durchzogen. Der vererzte Intrusivkörper hat ein Alter von 4 Ma, das umgebende Gestein von 7 Ma. Im NW stehen noch alte erodierte Vulkankomplexe an. Es lassen sich mehrere Intrusionsphasen unterscheiden, wobei die hydrothermale Mineralisation dem NE-SW gerichteten Störungssystem folgt und überwiegend stockwerksweise stattfand.

Minerale: Chalcopyrit stellt den Hauptanteil an Erzmineralen. Daneben treten Bornit, Tennantit, Molybdänit, Enargit, Gips, Baryt und Quarz auf. Wie für die Porphyry Copper-Lagerstätten typisch, kommen die Minerale in Klüften und feinen Rissen des zertrümmerten Gesteins relativ gleichmäßig verteilt vor.

 

 

 

Nach Einfahrt in die Grube (= 6. Sohle) wurden uns im Bereich der höher gelegenen 5. Sohle verschiedene Vererzungsbereiche vorgeführt. Dazu gehörte die typische Imprägnation von Vulkanoklastika aber auch eines Granodioritkörpers, dessen Kontakt vorgestellt wurde. Als massive Gangvererzung trat in einem Nebenstollen Tennantit auf.

Nach dem Besuch der Grube fuhren wir nach Rancagua zurück, um unser Gepäck im Hotel Santiago abzuholen. Die Fahrt führte danach über Santiogo de Chile nach Los Vilos (Übernachtung im Residencial Turismo.

 

 

15.03. Freitag

Nördlich von Santiago endet das Längstal und gleichzeitig die südliche Vulkanzone. Ab Los Vilos nach N fällt die Nasca-Platte mit lediglich 15 ein, so dass es nicht zur Ausbildung eines Mantelkeils zwischen subduzierter und subduzierender Platte kommt - Vulkanismus fehlt.

1. Aufschlußbereich: Strand 1 km S Los Vilos (Beginn am südlichsten Punkt S3155.78 W7130.98 Ende bei S3155.25 W7131.09)

Es überwiegen mesozoische Sedimente des Forearc-Beckens. Die Küstenkordillere wird von karbonischem und permischen Basement (Phyllite und Granitoide) aufgebaut und von Unterer und Mittlerer Trias überdeckt. Ein triassischer Akkretionskeil ist nicht vorhanden.

Die Basis der Trias besteht aus konglomeratischen Brekzien und Turbiditen (Bouma-Sequenzen) der Formation Guereo. Die hier aufgeschlossene Diskordanz konnten wir leider nicht finden.

 

Darüber folgt die Formation Pichidangui (Skyth/Anis) mit sauren Tuffen. Die Sedimente werden von E-W-streichenden Rhyolith-/Dacit- sowie Diabasgängen durchschlagen. Das gleichzeitige Auftreten saurer und basischer Vulkanite verweist auf bimodalen Vulkanismus.

Für die Trias finden sich in Zentralchile keine Hinweise auf plattentektonische Vorgänge. Zahlreiche, von bimodalem Vulkanismus beeinflusste Sedimentationsbecken verlaufen auch auf argentinischer Seite in NW-SE-Richtung. Es ergibt sich das Bild einer Riftsituation mit einem Akkretionskeil in Südchile und Riftbecken in Zentralchile.

 

2. Aufschlußbereich: Playa del Agua Dulce, 40 km N Los Vilos (Beginn an einer Grünschieferlinse S3131.15 W7134.39)

Es handelt sich um den Choapa metamorphic schist complex der unter paläozoischem Basement geformt wurde. Im Norden schließt sich einen Metasedimenteinheit an.

Phyllite (ehemalige Turbidite):

Die flachliegende Foliation enthält zahlreiche Quarzbänder und Intrafolialfalten, deren Faltenachsen parallel zur Foliation liegen, treten. In den Faltenscheitel kommen Relikte früherer S1 und S2 vor die Hauptfoliation entspricht S3. Die Großfalten einer vierten Deformationsphasestehen senkrecht zur Foliation.

Bei dem Gestein handelt es sich um einen Quarzphyllit, der von Gängen durchzogen ist. Die in diesen basischen enthalteten granitischen Xenolithe haben oberkarbonisches Alter.

Grünschiefer:

Hauptfoliation ist S2, die nachfolgend verfaltet wurde. Der Kontakt zwischen Grünschiefer und Phylliten ist parallel zu S2. Neben Albit treten Quarz, Epidot, Aktinolith und Chlorit auf. Die chemische Zusammensetzung der Metabasite entspricht MOR-Basalten ozeanischer Kruste. Die zahlreichen Foliationen erklären sich durch mehrmalige Stauchung und Rotation.

Nach dem Queren einer gedachten Störung treten im Osten der Bucht pelitische Psammitsequenzen auf (S3131.18 W7134.35), die nur eine einfache Biegegleitfaltung und Chevronfalten mit achsenparalleler Deformation aufweisen. Hier liegen also tief versenkte grünschieferfazielle Gesteine und schwach metamorphe, wenig deformierte Gesteine eines großen Akkretionskeils sehr eng beieinander.

Am Nordende der Bucht stehen mehrere ca. 50m breite Melangezonen an. Bereichen als Chevronfalten sind als Blöcke erhalten. Die steilstehenden Scherzonen mit flachem Streckungsliner weisen ein Sc-Gefüge mit sinistralem Schersinn auf. Hier handelt es sich um kleine Blattverschiebungszonen.

Die Fahrt wurde über die ruta 5 nach Norden bis Coquimbo fortgesetzt. Die Übernachtung erfolgte in den Cabanas Las Tinajas in Strandnähe zwischen Coquimbo und La Serena.

 

16.03. Samstag

Profil durch den jurassischen und kretazischen magmatischen Bogen im Tal des Rio Elqui

Das Hinterland von La Serena wird durch tertiären Küstenterassen geprägt. Die Atacamastörung trennt hier den jurassischen im Westen vom kretazischen magmatischen Bogen im E. Daraus lässt sich eine Verlagerung des magmatischen Bogens von W nach E ableiten. Der jurassische Forearc-bereich ist durch Subduktionserosion verschwunden.

1. Aufschlußbereich in der Quebrada El Romero, einem Seitental des Rio Elqui (S2953.51 W7104.22)

Anstehend sind kretazische Sedimente, die durch ein Abschiebungssystem (entstanden während der Beckenbildung) gestört sind. Man unterscheidet zwischen der Formation Quebrada Marquesa (Hauterive; fluviatile und lakustrine Ablagerungen und Tuffe) im W des Tals und der Formation Arqueros (Neocom; Vulkanoklastika und basaltisch-andesitische Vulkanite mit marinen Einschaltungen) im E, getrennt durch eine Abschiebung. Die Abschiebungen sind synsedimentär und weisen ein Alter von ca. 110 Ma auf. Auf diesen Abschiebungen bilden sich markante Störunsbrekzien von mehreren 100 m Mächtigkeit, die die Formation Quebrada Marquesa ersetzen. Mit den synsedimentären Störungen geht ein Fazieswechsel von marinen zu kontinentalen verhältnissen einher. Gleichzeitig (110-105 Ma) intrudierten Granodiorite. Die nur schwach oder kaum ausgebildeten Kontakthöfe belegen eine oberflächennahe Bildung der Plutonite.

Im Kontaktbereich eines solchen Plutons wurde eine kleine Pinge besucht (S2952.66 W7105.99), die wahrscheinlich zum Abbau von Kaolin für die örtliche Tonwarenproduktion angelegt worden war.

2. Aufschlußbereich in einem weiter östlich gelegenen Seitental des Rio Elqui bis etwa 1 km N des Cerro Los Lirios

Die Weiterfahrt erfolgt in der Quebrada Marquesa innerhalb einer großen Antiklinalzone in der Formation Quebrada Marquesa. Im N ist eine fossile Caldera mit einem Durchmesser von 30 km zu erkennen. Ihr Alter beträgt etwa 80 Ma. Saures andesitisches/dazitisches Material wurde hier gefördert. Teile der Calderenfüllung sind hydrothermal alteriert, in kleinen Gängen erfolgt der Abbau von Cu und Au.

Vor ca. 110 Ma entwickelte sich der mittelkretazische magmatische Bogen mit Vulkaniten, Granitoiden und Calderen. Am Ende der Kreidezeit setzte eine weiträumige Kompressionsphase ein, die zu einer weiträumigen Verfaltung der jurassischen und kretazischen Sedimente und großen Überschiebungen führte.

Vor dem Erreichen des höchsten Punktes (Aussicht auf die Riesencaldera bei S2947.12 W7050.98) wurde ein Stop an Stromatolithenkalken eingelegt (S2949.96 W7050.19). Sie treten an der Basis der Estratos Quebrada La Tortora auf.

Exkursionsbericht

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