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Sulfuro masivo en bandas (mineral de plata, plomo y zinc) del Yacimiento SEDEX Sullivan , Mesoproterozoico, 1470 Ma; Mina Sullivan, BC. Tenga en cuenta la aparente deformación del sedimento blando (campo de visión: ~ 3,9 cm de ancho).
Mineral anillado con calcopirita , galena , esfalerita , pirita del depósito SEDEX Rammelsberg , Alemania

Los depósitos sedimentarios exhalativos ( depósitos SedEx o SEDEX ) son depósitos de zinc - plomo originalmente interpretados como formados por la descarga de fluidos basinales que contienen metales sobre el fondo marino, lo que resulta en la precipitación de mineral principalmente estratiforme , a menudo con laminaciones delgadas de minerales sulfurados. [1] [2] [3] Los depósitos SEDEX están alojados en gran parte por rocas clásticas depositadas en grietas intracontinentales o cuencas de grietas fallidas y márgenes continentales pasivos. Dado que estos depósitos de mineral con frecuencia forman lentes de sulfuro masivo , también se denominan depósitos de sulfuro masivo alojado en sedimentos (SHMS) ,[1] [4] a diferencia de los depósitos de sulfuro masivo alojado en un volcán (VHMS) . La apariencia sedimentaria de las láminas delgadas llevó a interpretaciones tempranas de que los depósitos se formaban exclusiva o principalmente por procesos exhalativos en el fondo marino, de ahí el término SEDEX. Sin embargo, un estudio reciente de numerosos depósitos indica que el reemplazo del subsuelo poco profundo también es un proceso importante, en varios depósitos el predominante, con solo exhalaciones locales, si es que hay alguna, en el fondo marino. [5] [6] [7] Por esta razón, algunos autores prefieren el término "depósitos de zinc-plomo dominados por clásticos" . [8] Como se usa hoy, por lo tanto, el término SEDEXno debe interpretarse en el sentido de que los fluidos hidrotermales realmente se ventilen en la columna de agua suprayacente, aunque esto puede haber ocurrido en algunos casos [7] [9]

Los principales minerales en los depósitos SEDEX son la esfalerita de grano fino y la galena ; la calcopirita es significativa en algunos depósitos; las sulfosales que contienen plata son constituyentes menores frecuentes; la pirita está siempre presente y puede ser un componente menor o el sulfuro dominante, como es el caso de los cuerpos masivos de sulfuro; El contenido de barita es común a ausente, localmente económico. [7] [9]

Los depósitos de SEDEX están tipificados, entre otros, por Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg , Sullivan . Los depósitos SEDEX son la fuente más importante de plomo y zinc , y un importante contribuyente de plata y cobre . [3] [9]

Modelo genético [ editar ]

Fuentes de fluidos y metales [ editar ]

La fuente de metales y soluciones mineralizantes para los depósitos SEDEX son las aguas salinas formativas profundas y las salmueras que lixivian metales de las rocas sedimentarias clásticas y el sótano subyacente. Los fluidos derivaron su salinidad de la evaporación del agua de mar y pueden haber sido mezclados con agua meteórica y agua de poros exprimida de los sedimentos. [8] [7] Los metales como el plomo, el cobre y el zinc se encuentran en pequeñas cantidades en las rocas clásticas y magmáticas.

Las aguas salinas pueden alcanzar temperaturas superiores a 200 ° C en las partes más profundas de la cuenca. Se estima que las composiciones de fluidos hidrotermales tienen una salinidad de hasta 23% de NaCl eq. [8] Las aguas saladas calientes, moderadamente ácidas, pueden transportar cantidades significativas de plomo, zinc, plata y otros metales. [8] [7]

Deposición [ editar ]

Los fluidos mineralizantes se conducen hacia arriba a lo largo de alimentadores permeables, en particular fallas delimitadoras de cuencas. Los alimentadores que albergan el flujo hidrotermal pueden mostrar evidencia de este flujo debido al desarrollo de brechas hidrotermales , vetas de cuarzo y carbonato y alteración generalizada de ankerita - siderita - clorita - sericita . Los alimentadores en sí mismos no necesitan ser mineralizados [8] [7]

Cerca del lecho marino, debajo o sobre él, los fluidos ascendentes que contienen metales eventualmente se enfrían y pueden mezclarse con agua de mar fría, ligeramente alcalina y menos salina, lo que provoca la precipitación de sulfuros metálicos. Si la mezcla se realiza bajo el suelo, se desarrolla un reemplazo extenso. Si la descarga está en el lecho marino, se pueden formar depósitos estratiformes de precipitados químicos. En un modelo exhalativo ideal, las salmueras densas y calientes fluyen a áreas deprimidas de la topografía del océano donde se mezclan con agua de mar más fría y menos densa, lo que hace que el metal disuelto y el azufre en la salmuera se precipiten de la solución como un mineral de sulfuro metálico sólido , depositado como capas de sedimento de sulfuro. [1]

La principal fuente de azufre reducido es el sulfato de agua de mar. La reducción de sulfato (a través de la reducción termoquímica de sulfato (TSR) y / o la reducción de sulfato bacteriano (BSR) para formar sulfuros puede ocurrir en el sitio de mineralización o, alternativamente, los fluidos metalíferos pero bajos en azufre pueden mezclarse con fluidos enriquecidos en H2S cerca de la mineralización sitio y así desencadenar la precipitación de sulfuro. [7]

Morfología [ editar ]

Sulfuro masivo en bandas (mineral de plata, plomo y zinc) de la mina Sullivan , BC. Nótese la aparente deformación del sedimento blando. Se interpreta que la mineralización de Sullivan está relacionada con la deposición exhalativa del lecho marino.

Al mezclar los fluidos de mineral con el agua de mar, dispersos por el lecho marino, los constituyentes del mineral y los minerales de ganga se precipitan en el lecho marino para formar un yacimiento y un halo de mineralización que son congruentes con la estratigrafía subyacente y generalmente son de grano fino, finamente laminado y pueden ser reconocido como depositado químicamente a partir de la solución.

También los procesos de reemplazo a lo largo de los lechos permeables pueden producir morfologías estratiformes. Un ejemplo son los estratos arcosicos adyacentes a fallas que alimentan salmueras pesadas al sedimento poroso y permeable, llenando la matriz con sulfuros. La mineralización también se desarrolla en fallas y conductos alimentadores que alimentan el sistema de mineralización. Por ejemplo, el yacimiento de Sullivan en el sureste de la Columbia Británica se desarrolló dentro de una diatrema interformacional , causada por la sobrepresión de una unidad sedimentaria inferior y la erupción de los fluidos a través de otra unidad en ruta hacia el lecho marino. [ cita requerida ]

Dentro de secuencias perturbadas y tectonizadas, la mineralización SedEx se comporta de manera similar a otros depósitos masivos de sulfuro, siendo una capa de baja resistencia al corte y de baja competencia dentro de rocas sedimentarias de silicato más rígidas. [1] Como tales, las estructuras de boudinaje , los diques de sulfuros, los sulfuros de vetas y las porciones o periferias enriquecidas y removilizadas hidrotérmicamente de los depósitos de SedEx se conocen individualmente entre los diversos ejemplos en todo el mundo. [ cita requerida ]

Tras el descubrimiento de los respiraderos hidrotermales , se han encontrado depósitos similares a los de los respiraderos oceánicos y formas de vida fosilizadas de respiraderos en algunos depósitos de SedEx. [10]

Problemas de clasificación [ editar ]

Los depósitos SEDEX pertenecen a la gran clase de depósitos minerales hidrotermales no magmáticos formados por salmueras basales. [11]

Esta clase también incluye:

  • Depósitos de zinc-plomo tipo valle de Mississippi (MVT) . [8]
  • Depósito estratiforme de Cu-Co- (Ag) alojado en sedimentos, tipificado por el cinturón de cobre de Zambia y la República Democrática del Congo . [12] Algunos autores consideran que los depósitos supergigantes del cinturón de cobre son una mineralización de cobre sindiagenético formada en interfaces arcosis- lutitas dentro de secuencias sedimentarias, mientras que para otros autores estos depósitos se formaron muchos millones de años después de la sedimentación, durante la orogenia del Cámbrico lufiliano (~ 540 –490 Ma) [12]

Como se discutió anteriormente, uno de los principales problemas en la clasificación de los depósitos de SedEx ha sido identificar si el mineral fue exhalado definitivamente al océano o no y si la fuente fue salmueras formativas de cuencas sedimentarias. En muchos casos, la sobreimpresión de metamorfismo y fallas, generalmente fallas de empuje , deforma y perturba los sedimentos y oscurece las telas originales.

Ejemplos específicos de depósitos [ editar ]

Mina de plomo y zinc de Sullivan [ editar ]

La mina Sullivan en Columbia Británica se trabajó durante 105 años y produjo 16.000.000 de toneladas de plomo y zinc, así como 9.000 toneladas de plata. Fue la operación minera continua más duradera de Canadá y produjo metales por valor de más de $ 20 mil millones en términos de precios de metales de 2005. La graduación fue superior al 5% de Pb y al 6% de Zn.

La génesis del mineral del yacimiento de Sullivan se resume mediante el siguiente proceso:

  • Los sedimentos se depositaron en una cuenca sedimentaria extensional de segundo orden durante la extensión.
  • Anteriormente, los sedimentos profundamente enterrados delegan fluidos en un profundo depósito de arena limolitas y areniscas .
  • La intrusión de los umbrales de dolerita en la cuenca sedimentaria elevó el gradiente geotérmico localmente.
  • Las temperaturas elevadas provocaron la sobrepresión del depósito sedimentario inferior que rompió los sedimentos suprayacentes, formando una brecha diatrema .
  • El fluido mineralizante fluyó hacia arriba a través de la zona de alimentación cóncava de la brecha diatrema, descargándose en el lecho marino. Debajo del lecho marino, los sedimentos de Aldridge fueron reemplazados por una "tubería" de turmalinita (650 m por 1300 m por 400 m de espesor) caracterizada por una red bien desarrollada de vetas y vetas de pirrotita-cuarzo-carbonato menor, que marca la zona de alimentación del depósito. . [13]
  • Los fluidos de mineral desembocaron en el lecho marino y se agruparon en un depocentro de subcuenca de segundo orden, precipitando una capa estratiforme de sulfuro masivo de 3 a 8 m de espesor, con pedernal exhalativo , manganesoy arcillas hidrotermales probablemente portadoras de K. El área central de los sulfuros masivos exhalitivos que se encuentran por encima de la zona de alimentación fue reemplazada progresivamente por una alteración masiva de pirrotita-clorita. El flujo de fluido continuo y la precipitación en la zona de alimentación eventualmente llevaron a su sellado y desviación del flujo de fluido a la Zona de Transición (TZ) circundante en forma de anillo, caracterizada por alteración de sericita / moscovita y mayores niveles de As, Sb y Ag. El reemplazo posterior de pirita del yacimiento se asoció con la alteración de albita-clorita tanto en la tubería de turmalinita subyacente como en la zona de mineral, y el desarrollo de un cuerpo de albitita en los sedimentos suprayacentes. Esta última alteración hidrotermal de temperatura más baja se asoció con la intrusión subyacente en curso de los umbrales de gabro de Moyie, que probablemente fueron los motores térmicos para impulsar la circulación hidrotermal.[13]

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d Karen D. Kelley, Robert R. Seal, II, Jeanine M. Schmidt, Donald B. Hoover y Douglas P. Klein (1986) Depósitos sedimentarios exhalativos de Zn-Pb-Ag, USGS
  2. ^ Don MacIntyre, Sedimentario Exhalativo Zn-Pb-Ag, Servicio geológico de la Columbia Británica, 1992
  3. ↑ a b Goodfellow, WD, Lydon, JW (2007) Depósitos sedimentarios exhalativos (SEDEX). En: Goodfellow, WD (Ed.) Depósitos minerales de Canadá: una síntesis de los principales tipos de depósitos, metalogenia distrital, evolución de las provincias geológicas y métodos de exploración. Publicación especial 5 de la Asociación Geológica de Canadá, 163-183.
  4. ^ Large D, Walcher E. (1999). "El depósito masivo de sulfuro de Cu-Zn-Pb-Ba de Rammelsberg, Alemania: un ejemplo de mineralización masiva de sulfuro alojada en sedimentos". Mineralium Deposita . 34 (5–6): 522–538. Código Bibliográfico : 1999MinDe..34..522L . doi : 10.1007 / s001260050218 . S2CID  129461670 .
  5. ^ Leach, DL, Sangster DF, Kelley KD, et al. (2005) Depósitos de plomo y zinc alojados en sedimentos: una perspectiva global. En: Hedenquist JW, Thompson JFH, Goldfarb RJ y Richards JP (eds.) Economic Geology 100th Anniversary Volume, 1905-2005, Society of Economic Geologists, Littleton, CO. P. 561–607.
  6. ^ Grandes, RR, Bull, SW, McGoldrick, PJ, Derrick, G., Carr, G., Walters, S. (2005) Depósitos estratiformes y estratificados de Zn-Pb-Ag de las cuencas sedimentarias del Proterozoico del norte de Australia. En: Hedenquist, JW, Thompson, JFH, Goldfarb, RJ, Richards, JP (Eds.) Economic Geology One Hundredth Anniversary Volume. Sociedad de Geólogos Económicos, Inc., Littleton, pág. 931−963.
  7. ^ a b c d e f g Wilkinson, JJ, (2014), 13.9 Mineralización de zinc-plomo alojada en sedimentos: procesos y perspectivas. Geoquímica de los depósitos minerales, Elsevier, v. 13, pág. 219-249.
  8. ^ a b c d e f Leach, D. y otros (2010) Depósitos de plomo y zinc alojados en sedimentos en la historia de la Tierra. Geología económica, v. 105, pág. 593-625.
  9. ^ a b c Emsbo, P., Seal, RR, Breit, GN, Diehl, SF y Shah, AK (2016) Modelo de depósito sedimentario exhalativo (sedex) de zinc-plomo-plata. . En: Informe de investigaciones científicas del Servicio Geológico de EE. UU. 2010–5070 – N, 57 S, 2016 http://dx.doi.org/10.3133/sir20105070N .
  10. ^ Colín-García, M., A. Heredia, G. Cordero, A. Camprubí, A. Negrón-Mendoza, F. Ortega-Gutiérrez, H. Beraldi, S. Ramos-Bernal. (2016). "Respiraderos hidrotermales y química prebiótica: una revisión" . Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana . 68 (3): 599‒620. doi : 10.18268 / BSGM2016v68n3a13 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ^ Arndt, N. y otros (2017) Recursos minerales futuros, Cap. 2, Formación de recursos minerales, Perspectivas geoquímicas, v6-1, p. 18-51.
  12. ^ a b Sillitoe, RH, Perello, J., Creaser, RA, Wilton, J., Wilson, AJ y Dawborn, T., 2017, Respuesta a las discusiones sobre "Age of the Zambian Copperbelt" por Hitzman y Broughton y Muchez et al.:, pág. 1–5, doi: 10.1007 / s00126-017-0769-x.
  13. ↑ a b Leitch, CHB, Turner, RJW, Ross, KV y Shaw, DR (2000): Alteración de Wallrock en el depósito de Sullivan, Columbia Británica, Canadá; Capítulo 34 en The Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Special Paper No. 1, p 633-651