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Ampliar la base de datos litogeoquímicos de niveles de tobas e ignimbritas, y otras rocas ígneas asociadas, en los Andes Centrales para comparación regional.
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Nuevos esfuerzos en ciencia básica son necesarios para incrementar la capacidad predictiva en la exploración para recursos minerales mediante el desarrollo de una comprensión genérica de los patrones y controles metalogenéticos en el marco del concepto de "sistema mineral". Un enfoque integrado de los sistemas minerales, considerando su contexto geodinámico transitorio, la arquitectura de la litosfera, la fertilidad (fuente de los metales y ligandos, así como su transporte), los mecanismos de cristalización/precipitación, y su preservación, puede proporcionar una información muy relevante de por qué, cómo, cuándo y dónde los sistemas geológicos se convierten en sistemas minerales. En este proyecto pretendemos abordar el desafío de la exploración de los recursos minerales del futuro a partir del estudio de sistemas geológicos/minerales en zonas de subducción de tipo andino, particularmente en aquéllas con especial engrosamiento cortical. Para ello se buscará integrar mineralizaciones de Sn-W-polimetálicas, y sus potenciales enriquecimientos en indio, y mineralizaciones de litio tipo ¿hard-rock¿ ubicados en las cordilleras Carabaya (Perú) y Real (Bolivia). Para alcanzar estos objetivos, i) se determinará la distribución espacial, temporal y mineral de contenidos metalíferos en dichas mineralizaciones mediante XRD, petrografía con microscopía óptica, SEM-EDS, QEMSCAN, EPMA y LA-ICP-MS; ii) se evaluarán los mecanismos de precipitación mediante relaciones de isótopos estables (S, O, C, B), y estudio de inclusiones fundidas/fluidas; y iii) se contextualizarán las mineralizaciones estudiadas en la evolución metalogenética de los Andes Centrales y se constreñirá la duración de los eventos de mineralización/depositación mediante datación radiométirca de alta resolución (LA-ICP-MS-MC, SHRIMP, TIMS).
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Los nódulos de Mn formados en fondos oceánicos pueden ser una fuente de metales estratégicos tales como el Co, Ni, Cu, tierras raras, elementos del grupo del platino, entre otros. No obstante, la minería en fondos oceánicos actuales es altamente controversial debido al impacto que puede tener en ecosistemas submarinos. Durante campañas de campo recientes hemos identificado en la costa peruana (región de Ica) nódulos de Mn en niveles sedimentarios depositados en fondos oceánicos. Debido al levantamiento tectónico, estos niveles están ahora emergidos y por lo tanto representan potencial para el aprovechamiento económico de los nódulos que contienen esquivando la afectación a ecosistemas submarinos. En este proyecto de investigación en etapa inicial proponemos la contextualización estratigráfica de los nódulos de Mn y su caracterización mineralógica y geoquímica. Los nuevos datos obtenidos servirán para evaluar sus condiciones de formación y potencial económico.
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Como se refleja en las conclusiones de la reciente Conferencia de Naciones Unidas sobre Cambio Climático de Dubái (COP28), la humanidad enfrenta uno de los mayores retos de su historia: lograr una transición energética que permita descarbonatizar la economía. Las tecnologías asociadas a esta transición energética, incluyendo de manera destacada las baterías, requieren volúmenes significativos de materias primas de origen mineral. En este proyecto de investigación básica buscamos comprender los mecanismos geológicos que dan lugar a la concentración de metales usados para la fabricación de baterías (p.ej., Li, Co, Ni, Mn) en diferentes sistemas minerales y documentar su distribución espaciotemporal desde una escala de distrito/yacimiento mineral hasta una escala cristalina. Para lograr dichos objetivos, se estudiarán yacimientos peruanos conocidos por concentrar estos elementos incuyendo 1) litio volcanogénico (Li); 2) nódulos de manganeso en secuencias marinas (Mn, Co, Ni, Li); y 3) sulfuros polimetálicos epitermales ricos en Co-Ni. A partir de muestreos sistemáticos, se obtendrán muestras representativas de los diferentes estilos de mineralización y se desarrollarán estudios petrográficos y mineralógicos de detalle. Para constreñir la fuente de los metales y la naturaleza y características de los fluidos involucrados en la formación de los yacimientos minerales que contienen metales de batería, se realizarán estudios de inclusiones fluidas y de geoquímica elemental e isotópica. Para la determinación de la cristaloquímica, se combinarán análisis de geoquímica mineral (p.ej., extracción secuencial/lixiviación, intercambio catiónico, microsonda electrónica, ablación láser ICP-MS) con mineralogía de alta resolución (microscopía electrónica de transmisión). Los resultados permitirán entender qué sistemas minerales y mecanismos geológicos concretos favorecen la concentración de metales de batería en ambientes de subducción tipo andino globalmente y su expresión mineral.
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Contextualizar mineralizaciones magmático-hidrotermales en series de arco del Cretácico Inferior en Hispaniola y Cuba dentro de la evolución temprana del Gran Arco del Caribe bajo la perspectiva de los sistemas minerales como herramienta de exploración en complejos ofiolíticos asociados a inicio de subducción.
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Para poder satisfacer el aumento demográfico y el mantenimiento del nivel de vida de la población mundial la demanda de los recursos minerales seguirá siendo alta tanto a corto como a medio plazo. Por ejemplo, la transición energética hacia energías renovables depende en gran medida de la disponibilidad de ciertos minerales, en particular los denominados metales críticos, así como de los posibles riesgos de su suministro. Garantizar el acceso sin restricciones a las materias primas minerales es una preocupación creciente de los países de la UE. Sin embargo, los depósitos minerales que están por descubrir se localizan cada vez a una mayor profundidad. La capacidad predictiva en la exploración de los recursos minerales es ahora más importante que en el pasado, cuando predominaban los métodos empíricos. Esta capacidad requiere comprender los patrones y controles metalogenéticos a escala regional. El proyecto MISYAP (mineral systems approach) pretende abordar multidisciplinarmente la metalogenia asociada a los sistemas de arco volcánico intra-oceánico. Nuestra hipótesis está basada en el concepto integrador de los sistemas minerales. Es decir, relacionar integradamente el contexto geodinámico, la arquitectura de la litosfera, la fertilidad de la fuente de metales y su mecanismo de transporte, los procesos de cristalización/precipitación, los eventos tectónicos relacionados y las condiciones de preservación, puede proporcionar una información muy relevante de por qué, cómo, cuándo y dónde los sistemas geológicos se convierten en sistemas formadores de minerales con un interés económico. El objetivo general de MISYAP es establecer modelos predictivos y criterios de exploración de metales en la litosfera de arcos volcánicos intra-oceánicos. Para alcanzar dicho objetivo MISYAP propone trabajar en el marco de un proyecto coordinado, que integre tanto el estudio de los depósitos minerales (Subproyecto-1: UB-UGR) como su contexto geodinámico de formación y preservación.
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El uso del estaño en tecnologías digitales y verdes, principalmente en forma de aleaciones ITO (indium-tin oxide) y Nb-Sn, ha renovado el interés por la exploración y explotación de yacimientos minerales de este metal. Perú es el cuarto productor de estaño a nivel global, con el aporte exclusivo del yacimiento de clase mundial de San Rafael en Puno, ubicado en el extremo norte del Cinturón Estannífero de los Andes Centrales. Alrededor de este depósito se han descubierto diversos depósitos, prospectos e indicios de Sn(Agpolimetálicos), incluyendo de manera destacada Santo Domingo y Taucane. En esta investigación proponemos fechar la mineralización en ambos depósitos aprovechando desarrollos analíticos recientes que permiten la datación directa de casiterita (i.e., principal mineral de Sn en la mineralización) con un alto grado de precisión y exactitud. Estas edades serán comparadas con nuevos datos U-Pb en zircón de intrusivos coespaciales. Las nuevas edades radiométricas permitirán contextualizar ambos depósitos en la historia evolutiva del Cinturón Estannífero de los Andes Centrales y, en general, en la evolución tectónica, magmática y metalogenética de los Andes.
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La turmalina es un mineral ubícuo en sistemas minerales magmático-hidrotermales estanníferos (Pollard et al. 1987; Lehmann 2021), incluyendo aquéllos ubicados a lo largo de la faja estannífera de los Andes centrales (p.ej., Kelly and Turneaure 1970; Mlynarczyk and Williams-Jones 2006; Harlaux et al. 2020) que se extiende desde el sur de Perú, a través de toda la Cordillera Oriental de Bolivia, hasta el norte de Argentina (Kelly and Turneaure 1970; Gemmrich et al. 2021). La presencia de fases ricas en B (y en otros volátiles como F) se correlaciona con el carácter muy evolucionado (diferenciación magmática) de los magmas genéticamente asociados a la mineralización, que en estos sistemas minerales suelen ser de tipo S (i.e., generados a partir de la fusión de sedimentos pelíticos en niveles intermedios de la corteza). En el marco del proyecto de FONDECYT 122-2020, el investigador realizó un muestreo intensivo de la alteración hidrotermal en el distrito de Chacaltaya, La Paz (Bolivia), de edad Triásica (Gemmrich et al. 2021 y sus referencias). Las muestras de roca, que ya se encuentran en el Laboratorio de Geología de la Sección de Minas, son representativas de una amplia variedad de tipos de mineralización genéticamente conectadas entre ellas que incluyen i) granitos peraluminosos, ii) greisen, iii) brechas de turmalina, iv) vetas polimetálicas proximales (Sn-Zn-As), y v) vetas hidrotermales distales (Zn-Pb-Ag). La investigación que proponemos, por lo tanto, representa una excelente oportunidad de catalogar las características de este mineral en diferentes estilos de mineralización como base para su uso durante exploración en sistemas minerales equivalentes a nivel global.
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