Por: Jhonny S. Torre Antay, Mario Carpio R., Jesús Fuentes P. y Elmer Boulangger R., Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico.

Resumen

El Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico (Ingemmet), a raíz de la importancia del avance energético y de las innovaciones tecnológicas, propone entre los años 2015 a 2017, realizar estudios en ambientes primarios pegmatíticos–intrusivos y metamórficos tanto en las unidades morfoestructurales de la cordillera Oriental y cordillera de la Costa, para definir ocurrencias y futuros depósitos que albergan litio en el Perú. 

Entre 2018 a 2019, Ingemmet, por intermedio del programa de Rocas y Minerales Industriales, de la Dirección de Recursos Minerales y Energéticos (DRME), realizó dos proyectos denominados GE34 A-5: “Prospección regional de litio en el sur peruano” y GE34 A-6: “Prospección regional de litio en el centro y norte del Perú”, para determinar ambientes geológicos favorables en relación a valores anómalos de litio, siendo en la parte sur, de clase muy alta a muy baja (100 a 3,070 ppm de litio) comparado con la parte norte y centro que son de clase baja a muy baja (hasta 132 ppm).

Para determinar las áreas prospectivas de litio en el Perú como ambientes geológicos favorables que albergan este mineral con valores anómalos procedentes de pegmatitas tipo LCT (litio, cesio y tantalio) y Mixto (LCT y NYF: niobio, ytrio y flúor) se consideraron diversos indicadores dentro de la caracterización geoquímica (elementos mayores, elementos menores y trazas, mineral), mineralógica, petrográfica, microscopia electrónica de barrido (SEm, caso proyecto Falchani). Asimismo, la interpretación de la geología estructural–tectónico y la caracterización geológica económica referente a las características litológicas, alteraciones y mineralizaciones que alberguen litio.

Introducción

El litio es un elemento de gran interés en la actualidad y se ha convertido en un mineral estratégico en el sector industrial y energético, así como en baterías de celulares, tabletas, autos comunes (genera mayor capacidad) y vehículos eléctricos. No obstante, también se utiliza como manufactura de vidrios, esmaltes para cerámicas, fabricación de grasas lubricantes de usos múltiples, como absorbente de CO₂ y medicamentos.

En el Perú no se ha realizado una evaluación detallada del litio desde 1981 (Rospigliosi & Quispe). Dado que estos últimos tiempos ha tomado importancia por sus aplicaciones y valor económico, por ende, el Ingemmet a inicios de 2018 y 2019 realizó proyectos de evaluación del potencial de litio en el sur (2018), centro-norte del Perú (2019), enfocados en los departamentos de Tacna, Moquegua, Puno, Cusco, Arequipa e Ica, y Tumbes, Piura, Lambayeque, Cajamarca, La Libertad, Lima, Áncash, Huánuco, Pasco y Junín.

Existe una mayor expectativa prospectiva en el sur del Perú, por los altos contenidos de litio que se encuentran en rocas volcánicas relacionadas con los salares que constituyen el triángulo de litio de Bolivia, Argentina y Chile. En 2018, la compañía Macusani Yellocake, se dedicó principalmente a la exploración y explotación de uranio, cuyas perforaciones tuvieron resultados por litio en los análisis de las muestras, cuyos valores de litio se encuentran entre los 3,500 a 4,000 ppm (Energiminas, julio de 2018), además considerando el tamaño del yacimiento evaluado cuyas dimensiones son de 2.2 km x 1.7 km y un espesor de 150 m (Minerandina, agosto de 2018), estaríamos hablando de un posible yacimiento importante de litio.

Por parte de Ingemmet, acorde a la Figura 1 se muestra la base de datos de estudio de las concentraciones de litio encontradas en diferentes ambientes geológicos que presentan áreas prospectivas favorables para su exploración.

Objetivos

Dar a conocer áreas prospectivas de litio en el Perú para que sean potencialmente atractivas para la promoción de la inversión minera y energética, así como el sector industrial de las tecnologías de las telecomunicaciones, electrónica y automotriz.

Contribuir a la investigación geocientífica dirigida a las entidades públicas y privadas, ya que incentiva la prospección y exploración de recursos de litio y otros elementos guías (Be, Cs, Rb, Ta, Nb, REE, Sc, Zr, U y Th) y minerales estratégicos asociados a ambientes geológicos tipo graníticos-pegmatíticos, volcánicos, metamórficos y evaporíticos.

Desarrollo

Ámbito geológico

En la Figura 2, se indica la concentración de litio en el Perú, cuyas concentraciones mayores a 100 ppm están mayormente alojadas en la cordillera Oriental y parte del altiplano de las regiones de Puno y Cusco. Sin embargo, existen algunas concentraciones anómalas de litio dispersas en las regiones de Arequipa, Tacna, Moquegua, Piura, Tumbes, Huancavelica y Cajamarca.

En el sur del Perú, se ubica el proyecto Falchani, donde se define (Figura 3) una intracaldera de las secuencias volcánicas neógeno-miocénicas que albergan uranio (U), con valores de 0.025% U₃O₈, perteneciente al Miembro Yapamayo, parte superior de la Formación Quenamari y valores de muy altas concentraciones de litio, cesio y berilo, pertenecientes al Miembro Sapanuta, parte central de la Formación Quenamari. En el modelo esquemático, Ingemmet reporta en los cuerpos y/o mantos evaluados, conformaciones de tobas lapillis (Figura 3), la concentración de litio entre 2,815 a 3,070 ppm y rubidio entre 1,150 a 1,207 ppm, esto infrayace a brechas volcánicas con valores de litio en 303 ppm, cesio en 1,024 ppm y berilo en 99.3 ppm. En las concesiones de Ocacasa 4 y Falchani, Macusani Yellowcake, reporta valores promedio entre 3,000 a 3,400 ppm de litio, cuya interpretación de la tendencia promedio ascendente se encuentra en dirección norte a noroeste.

Geoquímica

Proceden de magmas peraluminosas, tipo S-A, de granitos syn-colisional (syn-COLG), según el diagrama de minerales de feldespatos se define su procedencia de pegmatitas de elementos raros de signatura LCT (litio, cesio y tantalio), tipo: berilo, subtipo: espodumena-lepidolita y complejo (Figura 4), que se asemejan a las pegmatitas de Shatford Lake, Greer Lake y Tanco.

Mineralogía

Las tobas lapilli conforman un ensamble mineralógico de cuarzo-albita-ortoclasa –andesina-caolinita-muscovita-lepidolita 2.19-7.3%)– amorfo, y la brecha volcánica, presenta amorfo (técnica RIR) y zinwaldita (técnica Rietveld, parte de una centésima fracción se determina la zinwaldita). Fuente: Laboratorio & Litoteca Ingemmet.

Petrografía

Tobas lapilli con microbandeamiento (Figura 5), agregado microgranoblástico de cuarzo y agregado microtabular de micas (muscovita), cloritas, acompañadas con cristales de lepidolita; lo que determina un ensamble de primer orden: cuarzo (SIls)-muscovita-calcedonia-arcillas-cloritas-lepidolita (0.01-0.02%). En segundo orden clastos de tridimita, biotita y opacos y la brecha volcánica, se determina vidrio volcánico, textura perlítica, con alteración de micro cristalización, por desvitrificación, presencia de cuarzo y biotita y trazas de zircón apatito.

Microscopia electrónica de barrido 

En las tobas lapilli se determina microcristales de lepidolita (Figura 7 a), 10 micras), con valores elementales: O, Si, Al, F, K, Fe, Na, Mn, Ti, Cs, P; presencia de zinwaldita (Figura 7 b), 100 micras) reemplazando cristales de lepidolita con valores elementales de O, Si, Al, Fe, K, Mg, Ti, Na, Mn, Cs, Sn, P y en las brechas volcánicas, de una centésima fracción del vidrio volcánico, se determinó cristales de micas de zinwaldita, con valores elementales de O, Si, Al, Fe, K, F, Mg, Ti, Na, Mn, P, Cl, Zn, con inclusiones de cristales de monacita (REE: Ce, La, Nd; O, P, Th, U, Ca, Al, Si, Zr).

Discusión

Para la clasificación de procedencia de los ambientes geológicos (intrusivos, volcánicos y metamórficos) que albergan litio relacionados a los tipos de depósitos pegmatíticos LCT (litio, cesio y tantalio), NYF (niobio, ytrio y flúor) y Mixto (LCT y NYF), se tomó en cuenta lo siguiente:

ν La geoquímica de elementos (diagrama Ringwood, diagrama A-B de Debon & Le Fort, diagrama ISA vs Índice Agpaítico, diagrama de ambiente, diagrama Pearce, diagrama de circulación de fluidos hidrotermales, diagrama de discriminación, diagrama de estado de oxidación vs contenido de agua).

ν La geoquímica de minerales (feldespatos, micas y coltán).

ν La fertilidad de granitos y fraccionamiento geoquímico.

ν La mineralogía.

ν Los valores anómalos en ppm de elementos pathfinder para los tipos de depósitos LCT: Li>100, Rb>200, Cs>35, Be>15, Ta>35 Nb>70. Para tipo NYF: Ta>35, Ti>1,000, Y>50, Sc>75, TREO >300, Zr>400, U>20 y Th>40. Además de la abundancia de los elementos móviles: P> 3,000 ppm.

Para este caso se mencionará los ambientes geológicos relacionados a los depósitos pegmatíticos LCT (litio, cesio y tantalio) y depósitos pegmatíticos Mixtos (LCT y NYF). De acuerdo a los aspectos señalados, en la Figura 6 a), se deduce la clase de procedencia de las pegmatitas tipo LCT con relación a los ambientes geológicos: muy alta (MA), alta (A), media (M), baja (B) y muy baja (MB), áreas segmentadas representadas en resumen en las Tablas 1 y 2.

En el centro y norte del Perú, los ambientes geológicos como procedencia de depósitos pegmatíticos del tipo LCT y depósitos pegmatíticos Mixtos (LCT y NYF), se deduce la clase de procedencia: baja (B) y muy baja (MB), según las Tablas 3 y 4.

En base a la interpretación definida de los ambientes geológicos como procedencia de depósitos pegmatíticos del tipo LCT y depósitos pegmatíticos Mixtos (LCT y NYF) se determina un mapa de los ambientes geológicos favorables para la potencialidad que albergan litio (Figura 8).

Conclusiones

1. A partir de la caracterización geológica, geoquímica y mineralógica, se ha propuesto áreas prospectivas relacionadas con ambientes geológicos favorables mayormente en el sur del Perú, siendo de clase muy alta a muy baja comparada con la parte norte y centro que son de clase baja a muy baja, los cuales se han clasificado, en relación a la procedencia, en pegmatitas del tipo LCT (litio, cesio y tantalio) y Mixto (LCT y NYF), con sus elementos guías (Rb, Be, Sn, Ga y Nb) y elemento móvil (mayormente P). En el sur del Perú, se determina:

1.1. Ambientes volcánicos: secuencias neógenas: Miembros Sapanuta (Corani) y Chacacuniza (Phinaya) de Formación Quenamari (C°Nachus), Formación Picotani, Formaciones Huilacollo, Capillune, Senca y Grupos Maure y Palca; secuencias paleógenas-neógenas: Miembro Manto-Formación Orcopampa (Mococassa), Formaciones Cayconi y Sotillo; secuencia pérmica-triásica: Grupo Mitú (Cullunuma). Son de clase muy alta, alta, media, baja y muy baja, con valores de litio entre 100 a 3,070 ppm, cesio entre 49 a 1,024 ppm, rubidio entre 205 a 1,213 ppm, berilo entre 15.9 a 99.3 ppm y tantalio entre 1 a 30.7 ppm.

1.2. Ambientes intrusivos: unidades jurásicas: Ollaechea (Sojos Taja), unidad ordoviciana: Batolito Atico-Camaná (Huata), unidad devónica: Cadenas; unidades pérmicas-triásicas: Batolito Coasa, Ayapata, Limbani y Cirialo Concevidayoc, y unidad paleógena: Cala Cala.  Son de clase alta, baja y muy baja, con valores de litio entre 101 a 747 ppm, cesio entre 7.4 a 80.12 ppm, rubidio entre 80 a 468 ppm, berilo entre 2 a 118 ppm y tantalio entre 7.4 a 80.12 ppm.

1.3. Ambientes metamórficos: secuencia precambriana: Complejo Basal de la Costa; secuencia cámbrica-ordoviciana: Formación Ollantaytambo (Tintoc); secuencia ordoviciana: Formación Sandia y secuencia silúrica-devoniana: Formación Ananea (Julluicana). Son de clase media, baja y muy baja, con valores de litio entre 102 a 1,096 ppm, cesio entre 0.3 a 18.2 ppm, rubidio entre 7 a 188 ppm, berilo entre 1.1 a 4 ppm y tantalio entre 0.6 a 1.6 ppm.

1.4. Ambiente sedimentario: secuencia neógena: Grupo Maure (Pacajime y Chirimayuni) y secuencia paleógena: Formación Sotillo (Molle). Son de clase muy baja, con valores de litio entre 129 a 132 ppm, cesio entre 1.1 a 5.4 ppm, rubidio entre 68 a 89 ppm, berilo entre 1.2 a 1.8 ppm y tantalio entre 0.5 a 0.7 ppm.

1.5. Ambiente evaporítico: Depósito recientes: aluvial (Lagunas Blanca) y bofedal. Son de clase baja y muy baja, con valores de litio entre 6 a 392 ppm, cesio entre 12.7 a 362.6 ppm, tantalio <0.5 ppm y Be < 0.6 ppm.

2. En el centro y norte del Perú, se determina los ambientes geológicos de procedencia de pegmatitas tipo LCT y Mixto (LCT y NYF), de interés de clase baja a muy baja que se muestran en las Tablas 5 y 6.

Bibliografía

Galliski, M.A. 2009. The Pampean pegmatite province, Argentina; a review. Estudios Geológicos 19, 30-34.

Carpio, M.; Torre, J.; Fuentes, J.; Minaya, I. 2021. “Prospección de litio en el sur del Perú”, Boletín Serie B: Geología Económica N°73. Tomado el enlace 21/06/2022, link: https://hdl.handle.net/20.500.12544/3075

Carpio, M.; Torre, J.; Fuentes, J., Boulangger, E. 2021. “Prospección de litio en el norte y centro del Perú”, Boletín Serie B: Geología Económica N°74. Tomado el enlace 21/06/2022, link: https://hdl.handle.net/20.500.12544/3542