Geology of the San Isidro iron ore deposit, Venezuela

Abstract

The iron ore deposits of Cuadrilatero Ferrifero de San Isidro represent the largest iron ore reserves in Venezuela. The district is a part of the iron metallogenic province of northern Guayana, one of the richest iron-bearing regions of the world. All presently known iron ore deposits of Venezuela are situated within this province: Cerro Bolivar, Altamira, Rondon, San Isidro, María Luisa, El Pao and others. Their total ore reserves amount to 2,000 million tons (disregarding the unenriched or slightly enriched iron-formation). The Imataca belt to which the iron ore deposits are confined consists of metamorphosed sedimentary and igneous rocks of Early Precambrian age, the oldest rocks presently known in South America. This belt extends some 450 km from the Orinoco delta southwesterly to the Cauro River. Iron ore is formed from banded iron-formation, a member of the Imataca complex, by removal of silica. The process of supergene enrichment is controlled to a certain degree by structural elements. There are five ore bodies in the San Isidro district, extremely varied in shape and size. Single bodies extend up to 3–4 km in length, approximately parallel to the regional structure pattern, and a few hundred meters in width. The morphology of the bottom of the ore bodies is rather irregular, particularly in transversal sections. Contacts between ore and the unaltered iron-formation beneath are gradational. Maximum vertical section through ore is 260 m; the average is 60 m approximately. The stratigraphic thickness of iron formation has been magnified by structural deformations. The primary stratigraphic thickness is estimated to be some 50–150 m. The iron ore is classified into two main types: a) hard, crustal ore, b) soft, friable ore. Hematite grains which remained after the leaching of silica, and goethite (as cement) are the two main constituents of crustal ore. Hematite and magnetite and a minor amount of quartz are almost the only constituents of friable ore. The crustal ore forms a 15–60 m thick mantle covering friable ore. The overall volume ratio between the friable and the crustal ore is about 2:1. However, it varies in different zones. The mean composition of iron ore on the basis of 10,800 chemical analyses is 64.41% Fe, 2.62% SiO₂, 0.6% Al₂O₃. The ore contains a minor amount of Mn, P, Ti (no S, As, Ba). The ore reserves amount to 750 million tons; in addition, 180–300 million tons of possible ore reserves are estimated.

Zusammenfassung

Die Eisenerzlagerstätten der Cuadrilatero Ferrifero de San Isidro beinhalten die größten Eisenerzreserven in Venezuela. Der Erzbezirk ist ein Teil der reichsten Eisenerzregionen der Welt. Alle bekannten Eisenerzvorkommen Venezuelas befinden sich in dieser Provinz (Cerro Bolivar, Altamira, Rondon, San Isidro, Maria Luisa, El Pao und andere). Die Gesamtvorräte werden auf etwa zwei Milliarden Tonnen geschätzt (ohne die nichtangereicherten oder nur wenig angereicherten Eisenquarzite). Die Imataca-Zone, an die die Eisenerzvorkommen angrenzen, besteht aus metamorphosierten sedimentären und magmatischen Gesteine des Archaikums, die ältesten bisher in Südamerika bekannten Gesteine. Die Imataca-Zone erstreckt sich ungefähr 450 km vom Delta des Orinoco in südwestlicher Richtung bis Rio Cauro. Die Eisenerze entstanden aus feingeschichteten (gebänderten) Eisenquarziten (Itabirite). Die Prozesse der deszendenten Anreicherung werden teilweise durch strukturelle Elemente bedingt. Fünf Erzkörper des San Isidro-Bezirks sind bekannt. Die Lagerstätten sind 3 bis 4 km lang und einige Hunderte Meter breit. Sie sind den regionalen Strukturen vorwiegend parallel gelagert. Die Morphologie der Erzkörperunterlage ist ziemlich unregelmäßig, besonders senkrecht zum Streichen. Der Kontakt zwischen dem Erz und den unterliegenden unveränderten Eisenquarziten ist stufenförmig. Das Erz ist durchschnittlich etwa 60 m mächtig, mit maximalen vertikalen Mächtigkeiten von 260 m. Die primäre stratigraphische Mächtigkeit des Eisenquarzites wurde durch strukturelle Deformationen vergrößert. Man kann die primäre Mächtigkeit auf 50–150 m schätzen. Das Eisenerz wird in zwei Typen klassifiziert: a) hartes Krustenerz, b) weiches, bröckeliges Erz. Die Hämatitkörner, die nach der Entfernung der Kieselsäure übrig blieben nebst Goethit (als Zement), sind die zwei wichtigsten Komponenten des Krustenerzes. Das weiche Erz enthält Hämatit, Magnetit und etwas Quarz. Das Krustenerz bildet eine 15–60 m mächtige Decke über dem bröckeligen, weichen Erz. Das Gesamtvolumenverhältnis zwischen dem weichen und harten Erz ist ungefähr 2:1. In anderen Zonen ist es jedoch unterschiedlich. Die durchschnittliche Zusammensetzung des Eisenerzes ist: Fe 64,41%, SiO₂ 2,62%, Al₂O₃ 0,6%; das Erz enthält auch etwas Mn, P, Ti (kein S, As, Ba). Die Eisenerzvorräte wurden auf 750 Millionen Tonnen berechnet, wozu wahrscheinlich weitere 180–300 Millionen Tonnen kommen.