Los depósitos de mineral de sulfuro masivo volcanogénico , también conocidos como depósitos de mineral de VMS, son un tipo de depósito de mineral de sulfuro metálico , principalmente cobre - zinc, que están asociados y creados por eventos hidrotermales asociados a los volcanes en ambientes submarinos. [2] [3] [4]
Estos depósitos también se denominan a veces depósitos de sulfuro masivo alojado en un volcán (VHMS). La densidad generalmente es de 4500 kg / m 3 . Son acumulaciones predominantemente estratiformes de minerales de sulfuro que se precipitan a partir de fluidos hidrotermales sobre o debajo del lecho marino en una amplia gama de entornos geológicos antiguos y modernos. En los océanos modernos, son sinónimos de columnas sulfurosas llamadas fumadoras negras .
Ocurren dentro de ambientes dominados por rocas volcánicas o derivadas de los volcanes (por ejemplo, volcano-sedimentarias), y los depósitos son coetáneos y coincidentes con la formación de dichas rocas volcánicas. Como clase, representan una fuente importante de minerales de cobre, zinc, plomo , oro y plata del mundo , con cobalto , estaño , bario , azufre , selenio , manganeso , cadmio , indio , bismuto , telurio , galio y germanio como co- o subproductos.
Hoy en día se están formando depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos en el lecho marino alrededor de los volcanes submarinos a lo largo de muchas dorsales oceánicas y dentro de las cuencas de arco posterior y grietas del antearco. Las empresas de exploración de minerales están explorando en busca de depósitos de sulfuros masivos en el fondo marino ; sin embargo, la mayor parte de la exploración se concentra en la búsqueda de equivalentes terrestres de estos depósitos.
La estrecha asociación con las rocas volcánicas y los centros eruptivos distingue a los depósitos de VMS de tipos similares de depósitos de mineral que comparten procesos similares de origen , transporte y trampa . Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos se distinguen porque los depósitos de mineral se forman en estrecha asociación temporal con el vulcanismo submarino y se forman por la circulación hidrotermal y la exhalación de sulfuros que son independientes de los procesos sedimentarios, lo que distingue los depósitos de VMS de los depósitos sedimentarios exhalativos (SEDEX).
Existe una subclase de depósitos VMS, los depósitos de sulfuros masivos alojados en sedimentos y volcánicos (VSHMS), que comparten características que son híbridas entre los depósitos VMS y SEDEX. Ejemplos notables de esta clase incluyen los depósitos del campo minero de Bathurst , New Brunswick , Canadá (por ejemplo, Brunswick # 12); [5] los depósitos del cinturón ibérico de pirita , Portugal y España , y el depósito de Wolverine, Yukon , Canadá.
Modelo genético
- La fuente de metal y azufre en los depósitos de VMS es una combinación de elementos incompatibles que se lixivian de la pila volcánica en la zona de alteración hidrotermal del subsuelo marino por circulación hidrotermal. En general, se considera que la circulación hidrotermal es impulsada por el calor en la corteza, a menudo relacionado con intrusiones de gabro profundamente arraigadas.
- El transporte de metales se produce a través de la convección de los fluidos hidrotermales, cuyo calor es suministrado por la cámara de magma que se encuentra debajo del edificio volcánico. El agua fría del océano se introduce en la zona hidrotermal y la roca volcánica la calienta y luego se expulsa al océano, el proceso enriquece el fluido hidrotermal en azufre e iones metálicos.
- Los materiales minerales quedan atrapados dentro de un campo de fumarolas o un campo de ahumadores negros cuando se expulsan al océano, se enfrían y precipitan minerales de sulfuro como mineral de sulfuro estratiforme. Algunos depósitos muestran evidencia de formación a través de la deposición de sulfuro a través del reemplazo de rocas volcánicas-sedimentarias alteradas y también pueden formarse por invasión de salmueras ricas en azufre en sedimentos no consolidados.
Geología
La ubicación típica de los depósitos VMS es en la parte superior de la secuencia volcánica félsica, dentro de una secuencia de epiclásticos de toba volcánica , sílex , sedimentos o quizás tobas finas que generalmente están relacionadas con las volcánicas subyacentes. El muro colgante del depósito está relacionado en términos generales con una secuencia más máfica de rocas volcánicas, ya sea andesita (por ejemplo, Whim Creek y Mons Cupri, Australia Occidental o Millenbach, Canadá ), o basalto (Hellyer, Tasmania ) o ausente o solo sedimentos (Kangaroo Cuevas, Australia Occidental).
Los depósitos de VMS están asociados espacial y temporalmente con rocas volcánicas félsicas , generalmente presentes en la estratigrafía debajo del depósito, y a menudo como el muro de base directo al depósito. Los sedimentos son generalmente contiguo con depósitos VMS en una forma u otra y normalmente están presentes como (manganíferos) cherts y sedimentos químicos depositados dentro de un entorno submarino.
La pared colgante del depósito puede ser unidades volcánicas esencialmente contiguas y coetáneas con las rocas de la pared del pie, lo que indica que la mineralización se desarrolló en una pausa entre erupciones; puede ser roca volcánica diferente a las rocas volcánicas de los pies en los subtipos volcánicos bimodales, o podría ser un estrato sedimentario si la mineralización se produjo hacia el final de un ciclo eruptivo.
Los depósitos híbridos de VMS-SEDEX de las asociaciones siliciclásticas (ver más abajo) pueden desarrollarse dentro de sedimentos entre flujos o dentro de unidades de rocas sedimentarias que están presentes de manera discontinua a lo largo de un paquete volcánico más grande y esencialmente contiguo.
En conjunto, se ha interpretado que estas características geológicas muestran una asociación de depósitos VMS con sistemas hidrotermales desarrollados por encima o alrededor de los centros volcánicos submarinos.
Morfología
Los depósitos de VMS tienen una amplia variedad de morfologías, siendo los más típicos los depósitos en forma de montículo y cuenco. Las formaciones en forma de cuenco se formaron debido a la ventilación de soluciones hidrotermales en depresiones submarinas; en muchos casos, este tipo de depósito se puede confundir con depósitos sedimentarios exhalativos . Los depósitos en forma de montículo se formaron de una manera similar a la de los depósitos de sulfuros masivos modernos, a través de la producción de un montículo hidrotermal formado por sucesivas chimeneas de ahumadores negros. Los depósitos que se han formado en ambientes dominados por rocas sedimentarias o rocas volcánicas altamente permeables pueden mostrar una morfología tabular que imita la geometría de las rocas circundantes.
Los depósitos de VMS tienen una forma ideal de un área cónica de roca sedimentaria volcánica o volcanogénica altamente alterada dentro de la zona de alimentación, [ definición necesaria ] que se llama la zona de sulfuro de stringer o stockwork , cubierta por un montículo de exhalitas masivas y flanqueada por exhalantes estratiformes sulfuros conocidos como delantal .
El stockwork zona consiste típicamente en la vena sulfuros -hosted (principalmente calcopirita , la pirita y pirrotita ) con cuarzo , clorita y menor carbonatos y barita .
La zona del montículo consiste en pirita laminada masiva a brecha , esfalerita (+/- galena ), hematita y barita. El montículo puede tener hasta varias decenas de metros de espesor y varios cientos de metros de diámetro.
La zona de la plataforma es generalmente más oxidada , con sedimentos sulfídicos estratiformes, estratificados, similares a los minerales SEDEX , y generalmente está enriquecida con manganeso , bario y hematita, siendo comunes los querts , jaspers y sedimentos químicos.
Zonación de metales
La mayoría de los depósitos de VMS muestran zonación de metales, causada por los entornos físicos y químicos cambiantes del fluido hidrotermal circulante. Idealmente, esto forma un núcleo de pirita y calcopirita masiva alrededor de la garganta del sistema de ventilación, con un halo de calcopirita- esfalerita- pirita que se clasifica en una esfalerita distal- galena y galena - manganeso y finalmente una facies de chert -manganeso- hematita . La mayoría de los depósitos de VMS muestran una zonación vertical de oro , con las porciones superiores más frías generalmente más enriquecidas en oro y plata.
La mineralogía del sulfuro masivo de VMS consiste en más del 90% de sulfuro de hierro, principalmente en forma de pirita , siendo la calcopirita , la esfalerita y la galena también constituyentes principales. La magnetita está presente en cantidades menores; a medida que aumenta el contenido de magnetita, los minerales se clasifican en depósitos masivos de óxido. La ganga (el material de desecho antieconómico) es principalmente cuarzo y pirita o pirrotita . Debido a la alta densidad de los depósitos, algunos tienen marcadas anomalías gravitacionales ( Neves-Corvo , Portugal ) que es de utilidad en la exploración.
Morfología de alteración
Los halos de alteración desarrollados por los depósitos de VMS son típicamente de forma cónica, ocurren principalmente estratigráficamente debajo de la ubicación del flujo de fluido original (no necesariamente el mineral en sí) y generalmente están divididos en zonas.
La alteración más intensa (que contiene la zona de sulfuro del larguero) generalmente se encuentra directamente debajo de la mayor concentración de sulfuros masivos, dentro de la secuencia volcánica del muro de base. Si la zona del larguerillo se desplaza de los sulfuros, a menudo es el producto de la deformación tectónica, o la formación de un grupo de sulfuros distal híbrido similar a SEDEX.
Los conjuntos de alteración de la zona de alteración de la pared del pie son, desde el núcleo hacia afuera;
- Zona de alteración de sílice , que se encuentra en los ejemplos más intensamente alterados, lo que resulta en un reemplazo completo de sílice de las rocas hospedantes y se asocia con zonas de largueros de calcopirita-pirita.
- Zona de clorito , que se encuentra en casi todos los ejemplos, que consta de clorito +/- sericita +/- sílice. A menudo, la roca huésped se reemplaza por completo por clorita, que puede aparecer como un esquisto de clorita en los ejemplos deformados.
- Zona de sericita , que se encuentra en casi todos los ejemplos, que consta de sericita +/- clorito +/- sílice,
- Zona de silicificación , a menudo gradacional con metasomatismo de sílice-albita de fondo.
En todos los casos, estas zonas de alteración son efectos de metasomatismo en el sentido más estricto, lo que resulta en la adición de potasio, sílice, magnesio y el agotamiento del sodio. Los minerales de clorita suelen tener una composición más magnesiana dentro de la zona de alteración de la pared del pie de un depósito de VMS que las rocas equivalentes dentro de la misma formación distalmente. La pared colgante de un depósito de VMS a menudo está débilmente empobrecida en sodio.
La alteración no asociada con el proceso de formación del mineral también puede ser omnipresente tanto por encima como por debajo del depósito de sulfuro masivo. Las texturas de alteración típicas asociadas con la desvitrificación de rocas volcánicas submarinas como los vidrios riolíticos , en particular la formación de esferulitas , de perlita , litofisae y facies de prehnita-pumpellyita a baja temperatura, la alteración del subsuelo marino es ubicua, aunque a menudo sobreimpresa por eventos metamórficos posteriores.
Los cambios metamórficos mineralógicos, de textura y estructurales dentro de la secuencia volcánica huésped también pueden servir para disfrazar los ensamblajes de minerales metasomáticos originales.
Clasificación
Numerosos trabajadores han clasificado los depósitos de esta clase de diferentes formas (p. Ej., Fuentes de metal, ejemplos de tipos, entorno geodinámico; véanse Franklin et al. (1981) y Lydon (1984)). Los ensamblajes magmáticos de los depósitos de VMS están asociados con el entorno tectónico y el entorno geológico variables durante la formación del VMS. Las siguientes cinco subclases tienen ensamblajes petroquímicos específicos que se asemejan a un entorno geodinámico específico, durante el evento de formación: [6]
Mafic asociado
Depósitos VMS asociados con ambientes geológicos dominados por rocas máficas, comúnmente secuencias ofiolíticas . Las ofiolitas de Chipre y Omán albergan ejemplos y los depósitos alojados en ofiolitas se encuentran en los Apalaches de Terranova que representan distritos clásicos de esta subclase.
Bimodal-máfico
Depósitos VMS asociados con ambientes dominados por rocas volcánicas máficas, pero con hasta un 25% de rocas volcánicas félsicas, estas últimas a menudo albergan los depósitos. Los campamentos de Noranda, Flin Flon-Snow Lake y Kidd Creek serían distritos clásicos de este grupo.
Máfico-siliciclástico
Depósitos VMS asociados con proporciones sub-iguales de rocas volcánicas y siliciclásticas máficas; las rocas félsicas pueden ser un componente menor; y las rocas intrusivas máficas (y ultramáficas) son comunes. En terrenos metamórficos pueden ser conocidos como depósitos VMS asociados a pelítico-máficos. Los depósitos de Besshi en Japón y Windy Craggy, BC representan distritos clásicos de este grupo.
Félésico-siliciclástico
Los depósitos de VMS asociados con rocas sedimentarias siliciclásticas dominaron escenarios con abundantes rocas félsicas y menos del 10% de material máfico. Estos ajustes son a menudo siliciclásticos félsicos o siliciclásticos bimodales ricos en lutitas. El campamento minero de Bathurst en New Brunswick , Canadá ; [5] Faja Pirita Ibérica , España y Portugal ; y las áreas del lago Finlayson , Yukon , Canadá, son distritos clásicos de este grupo. [ cita requerida ]
Bimodal-félsico
Depósitos VMS asociados con secuencias bimodales donde las rocas félsicas son más abundantes que las rocas máficas con solo rocas sedimentarias menores. Los depósitos de Kuroko, Japón; Depósitos de Buchans, Canadá; y los depósitos de Skellefte, Suecia son distritos clásicos de este grupo.
Distribución
En el pasado geológico, la mayoría de los depósitos de VMS se formaron en entornos de rift asociados con rocas volcánicas. En particular, se formaron a lo largo del tiempo geológico asociados con los centros de expansión de las dorsales oceánicas, los centros de extensión del arco posterior y los centros de extensión del antearco. Un tema común a todos los entornos de depósitos VMS a lo largo del tiempo es la asociación con la propagación (es decir, un régimen geodinámico extensional). Los depósitos se asocian típicamente con secuencias bimodales (secuencias con porcentajes subiguales de rocas máficas y félsicas, p. Ej., Noranda o Kuroko), ambientes félsicos y ricos en sedimentos (p. Ej., Bathurst), ambientes máficos y ricos en sedimentos (p. Ej., Besshi o Windy Escarpado) o entornos dominados por máficos (p. Ej., Chipre y otros depósitos alojados en ofiolitas ).
La mayoría de los depósitos mundiales son pequeños, con aproximadamente el 80% de los depósitos conocidos en el rango de 0,1 a 10 Mt. Ejemplos de depósitos de VMS son Kidd Creek , Ontario , Canadá; Flin Flon en el cinturón de piedra verde de Flin Flon , Manitoba , Canadá ( 777 y Trout Lake Mine ); Brunswick # 12, Nuevo Brunswick , Canadá; Rio Tinto , España ; Mina Greens Creek, Alaska , EE. UU.
Ver también
- Génesis del mineral
- Definición de mineral
- Vulcanología
- Respiradero hidrotermal
Referencias
- ^ Hannington, MD (2014). "Depósitos de sulfuros masivos volcánicos". Tratado de geoquímica (segunda edición) . 13 : 463–488. doi : 10.1016 / B978-0-08-095975-7.01120-7 . ISBN 9780080983004.
- ^ 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 )
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2. Piercey, SJ, 2011, El escenario, estilo y papel del magmatismo en la formación de depósitos volcanogénicos de sulfuros masivos, Miner Deposita (2011), v. 46, p. 449-471.
- Barrie, CT y Hannington, MD, editores, (1999), Depósitos masivos de sulfuro asociados a los volcanes: procesos y ejemplos en entornos modernos y antiguos , Revisiones en Geología Económica Volumen 8, Sociedad de Geólogos Económicos, Denver, 408 p.
- Barrie, CT y Hannington, MD, 1999, Clasificación de depósitos de sulfuros masivos asociados a los volcanes en función de la composición de la roca huésped: Reviews in Economic Geology, v. 8, p. 1-11.
- Franklin, JM, Sangster, DM y Lydon, JW, 1981, Depósitos masivos de sulfuros asociados a los volcanes, en Skinner, BJ, ed., Economic Geology Seventy-Fifth Anniversary Volume, Society of Economic Geologists, p. 485-627.
- Franklin, JM, Gibson, HL, Galley, AG y Jonasson, IR, 2005, Volcanogenic Massive Sulfide Deposits, en Hedenquist, JW, Thompson, JFH, Goldfarb, RJ y Richards, JP, eds., Economic Geology 100th Anniversary Volume : Littleton, CO, Sociedad de Geólogos Económicos, p. 523-560.
- Guilbert, John M. y Charles F. Park, Jr., 1986, The Geology of Ore Deposits , págs. 572–603, WH Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
- Gibson, Harold L., James M. Franklin y Mark D. Hannington, (2000) Un modelo genético para depósitos masivos de sulfuro asociados a los volcanes https://web.archive.org/web/20050221103926/http://www. cseg.ca/conferences/2000/2000abstracts/758.PDF Consultado el 20-12-2005.
- Lydon, JW, 1984, Modelos de depósito de minerales; 8, depósitos de sulfuros volcánicos; Parte I, Un modelo descriptivo: Geoscience Canada, v. 11, p. 195-202.
enlaces externos
- The dawn of deep ocean mining, Steven Scott, febrero de 2006
- [1]
- [2]