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Articulo de referencia

Depósitos exhalativos sedimentarios

Sulfuro masivo bandeado (mineral de plata, plomo y zinc) del yacimiento SEDEX Sullivan en la Columbia Británica, Canadá (Mesoproterozoico, 1470 Ma) que muestra una aparente defo...

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Sulfuro masivo bandeado (mineral de plata, plomo y zinc) del yacimiento SEDEX Sullivan en la Columbia Británica, Canadá (Mesoproterozoico, 1470 Ma) que muestra una aparente deformación de sedimentos blandos (campo de visión: aproximadamente 3,9 cm de ancho).
Mineral bandeado con calcopirita , galena , esfalerita y pirita del yacimiento SEDEX Rammelsberg , Alemania.

Los depósitos exhalativos sedimentarios ( SEDEX o depósitos SedEx ) son depósitos de zinc - plomo que originalmente se interpretaron como formados por la descarga de fluidos de cuenca portadores de metales en el fondo marino, lo que resultó en la precipitación de mena principalmente estratiforme , a menudo con finas laminaciones de minerales de sulfuro. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Los depósitos SEDEX se encuentran alojados en gran medida en rocas clásticas depositadas en rifts intracontinentales o cuencas de rift fallidas y márgenes continentales pasivos. Dado que estos depósitos de mena frecuentemente forman lentes de sulfuro masivo , también se les llama depósitos de sulfuro masivo alojados en sedimentos , [ 1 ] [ 4 ] en contraposición a los depósitos de sulfuro masivo alojados en rocas volcánicas (VHMS) . La apariencia sedimentaria de las finas laminaciones llevó a las primeras interpretaciones de que los depósitos se formaron exclusiva o principalmente por procesos exhalativos en el fondo marino, de ahí el término SEDEX. Sin embargo, estudios recientes de numerosos depósitos indican que la sustitución subsuperficial superficial también es un proceso importante, siendo el predominante en varios depósitos, con exhalaciones locales, si las hay, hacia el fondo marino. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Por esta razón, algunos autores prefieren el término depósitos de zinc-plomo dominados por clásticos . [ 8 ] Por lo tanto, tal como se usa hoy en día, el término SEDEX no debe interpretarse como que los fluidos hidrotermales realmente se ventilaron a la columna de agua suprayacente, aunque esto puede haber ocurrido en algunos casos. [ 7 ] [ 9 ]

Los principales minerales de mena en los depósitos SEDEX son la esfalerita y la galena de grano fino ; la calcopirita es significativa en algunos depósitos; las sulfosales con plata son constituyentes minoritarios frecuentes; la pirita siempre está presente y puede ser un componente minoritario o el sulfuro dominante, como ocurre en los cuerpos de sulfuro masivos; el contenido de barita es común o inexistente, siendo económicamente viable a nivel local. [ 7 ] [ 9 ]

Los depósitos SEDEX se caracterizan, entre otros, por Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg y 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

Fuentes de fluidos y metales

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 del basamento subyacente. Los fluidos derivaron su salinidad de la evaporación del agua de mar y pueden haberse mezclado con agua meteórica y agua intersticial expulsada de los sedimentos. [ 8 ] [ 7 ] Metales como el plomo, el cobre y el zinc se encuentran en cantidades traza en 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 la composición de los fluidos hidrotermales tiene una salinidad de hasta un 23 % de NaCl eq. [ 8 ] Las aguas salinas calientes y moderadamente ácidas pueden transportar cantidades significativas de plomo, zinc, plata y otros metales. [ 8 ] [ 7 ]

Declaración

Los fluidos mineralizantes se conducen hacia arriba a lo largo de conductos permeables, en particular fallas que delimitan cuencas. Los conductos 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 conductos en sí no necesitan estar mineralizados [ 8 ] [ 7 ].

Cerca del lecho marino, debajo o sobre él, los fluidos ascendentes que contienen metales 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 tiene lugar bajo el lecho marino, se produce una extensa sustitución. Si la descarga se produce sobre el lecho marino, pueden formarse depósitos estratiformes de precipitados químicos. En un modelo exhalativo ideal, las salmueras calientes y densas fluyen hacia zonas deprimidas de la topografía oceánica donde se mezclan con agua de mar más fría y menos densa, lo que provoca que el metal y el azufre disueltos en la salmuera precipiten de la solución como un mineral sólido de sulfuro metálico , depositado como capas de sedimento de sulfuro. [ 1 ]

La fuente última de azufre reducido es el sulfato del agua de mar. La reducción de sulfato (mediante reducción termoquímica de sulfato , reducción bacteriana de sulfato o ambas) para formar sulfuros puede ocurrir en el sitio de mineralización o, alternativamente, fluidos metalíferos pero pobres en azufre reducido pueden mezclarse con fluidos enriquecidos en sulfuro de hidrógeno cerca del sitio de mineralización y así desencadenar la precipitación de sulfuros. [ 7 ]

Morfología

Sulfuro masivo bandeado (mineral de plata, plomo y zinc) de la mina Sullivan, Columbia Británica, que muestra una aparente deformación de sedimentos blandos. Se interpreta que la mineralización de Sullivan está relacionada con la sedimentación exhalativa del fondo marino.

Al mezclarse los fluidos mineralizantes con el agua de mar, dispersos por el lecho marino, los componentes del mineral y los minerales de ganga se precipitan sobre 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 laminados y pueden reconocerse como depositados químicamente a partir de una solución.

Asimismo, los procesos de reemplazo a lo largo de capas permeables pueden generar morfologías estratiformes. Un ejemplo son los estratos arcósicos adyacentes a fallas que alimentan el sedimento poroso y permeable con salmueras pesadas, rellenando la matriz con sulfuros. La mineralización también se desarrolla en fallas y conductos alimentadores que alimentan el sistema mineralizador. 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 fluidos a través de otra unidad en su camino hacia el fondo marino.

Dentro de secuencias alteradas y tectonizadas, la mineralización SEDEX se comporta de manera similar a otros depósitos masivos de sulfuros, siendo una capa de baja competencia y baja resistencia al corte dentro de rocas sedimentarias silicatadas más rígidas. [ 1 ] De esta manera, se conocen individualmente estructuras de boudinage , diques de sulfuros, sulfuros de vetas y porciones o periferias de depósitos SEDEX remobilizadas y enriquecidas hidrotermalmente, entre los diversos ejemplos a nivel mundial.

Tras el descubrimiento de fuentes hidrotermales , se han encontrado depósitos similares a los de las fuentes oceánicas y formas de vida fosilizadas de fuentes en algunos depósitos SEDEX. [ 10 ]

Problemas de clasificación

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

Esta clase también incluye:

Como se mencionó anteriormente, uno de los principales problemas para clasificar los depósitos SEDEX ha sido determinar si el mineral fue expulsado definitivamente al océano y si su origen fueron salmueras formativas de cuencas sedimentarias. En muchos casos, la superposición de metamorfismo y fallas, generalmente fallas inversas , deforma y altera los sedimentos, ocultando las estructuras originales.

Ejemplos específicos de depósitos

Mina de plomo y zinc de Sullivan

La mina Sullivan, en la Columbia Británica, estuvo en funcionamiento durante 105 años y produjo 16 millones de toneladas de plomo y zinc, además de 9000 toneladas de plata. Fue la operación minera continua de mayor duración en Canadá y produjo metales por un valor superior a los 20 mil millones de dólares, según los precios de los metales de 2005. La ley del mineral superaba el 5 % de plomo y el 6 % de zinc.

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

  • Durante la extensión, los sedimentos se depositaron en una cuenca sedimentaria extensional de segundo orden.
  • Anteriormente, los sedimentos profundamente enterrados depositaron fluidos en un profundo reservorio de limolitas y areniscas arenosas .
  • La intrusión de filones de dolerita en la cuenca sedimentaria elevó el gradiente geotérmico localmente.
  • El aumento de las temperaturas provocó una sobrepresión en el depósito sedimentario inferior, lo que rompió los sedimentos suprayacentes y formó una diatrema de brecha .
  • El fluido mineralizante fluyó hacia arriba a través de la zona de alimentación cóncava del diatrema de brecha, descargándose en el fondo marino. Debajo del fondo marino, los sedimentos de Aldridge fueron reemplazados por una "chimenea" de turmalina (650 m x 1300 m x 400 m de espesor) caracterizada por una red bien desarrollada de vetas y vetillas de pirrotita-cuarzo-carbonato menor, que marcan la zona de alimentación del depósito. [ 13 ]
  • Los fluidos mineralizantes desembocaron en el fondo marino y se acumularon en el depocentro de una subcuenca de segundo orden, precipitando una capa estratiforme de sulfuros masivos de 3 a 8 m de espesor, con sílex exhalativo , manganeso y probables arcillas hidrotermales con potasio. El área central de los sulfuros masivos exhalativos que se encuentra sobre la zona de alimentación fue reemplazada progresivamente por una alteración masiva de pirrotita-clorita. El flujo continuo de fluidos y la precipitación en la zona de alimentación finalmente llevaron a su sellado y a la desviación del flujo de fluidos hacia la Zona de Transición (ZT) circundante en forma de anillo, caracterizada por la alteración de sericita/moscovita y mayores niveles de As, Sb y Ag. El posterior reemplazo de pirita del cuerpo mineralizado se asoció con la alteración de albita-clorita tanto en la chimenea de turmalinita subyacente como en la zona mineralizada, y con el desarrollo de un cuerpo de albitita en los sedimentos suprayacentes. Esta alteración hidrotermal posterior, de menor temperatura, estuvo asociada con la intrusión subyacente continua de diques de gabro de Moyie, que probablemente fueron los motores térmicos que impulsaron la circulación hidrotermal. [ 13 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 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, Zn-Pb-Ag exhalativo sedimentario, Servicio Geológico de Columbia Británica, 1992
  3. 1 2 Meinert, LD (2007-11-01). "Depósitos minerales de Canadá: una síntesis de los principales tipos de depósitos, metalogenia de distrito, evolución de provincias geológicas y métodos de exploración" . Geología económica . 102 (7): 1355– 1355. doi : 10.2113/gsecongeo.102.7.1355 . ISSN 0361-0128 . Goodfellow, WD, Lydon, JW (2007) Yacimientos sedimentarios exhalativos (SEDEX). En: Goodfellow, WD (Ed.) Yacimientos minerales de Canadá: una síntesis de los principales tipos de yacimientos, 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 sulfuros Cu-Zn-Pb-Ba de Rammelsberg, Alemania: un ejemplo de mineralización masiva de sulfuros alojada en sedimentos". Mineralium Deposita . 34 ( 5– 6): 522– 538. Bibcode : 1999MinDe..34..522L . doi : 10.1007/s001260050218 . S2CID 129461670 . 
  5. ↑ Leach, David L.; Sangster, Donald F.; Kelley, Karen D.; Large, Ross R.; Garven, Grant; Allen, Cameron R.; Gutzmer, Jens; Walters, Steve (2005). Volumen del centenario . Sociedad de Geólogos Económicos. págs. 561–607 . doi : 10.5382/av100.18 . ISBN  978-1-887483-01-8.
  6. ↑ Large, Ross R.; Bull, Stuart W.; McGoldrick, Peter J.; Walters, Steve; Derrick, Geoff M.; Carr, Graham R. (2005). Volumen del centenario . Sociedad de Geólogos Económicos. págs. 931-963. doi : 10.5382/av100.28 . ISBN  978-1-887483-01-8.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Wilkinson, JJ (2014). Mineralización de zinc y plomo en sedimentos . Elsevier. págs. 219–249 . doi : 10.1016/b978-0-08-095975-7.01109-8 . ISBN  978-0-08-098300-4.
  8. 1 2 3 4 5 6 Leach, DL; Bradley, DC; Huston, D.; Pisarevsky, SA; Taylor, RD; Gardoll, SJ (2010-05-01). "Depósitos de plomo-zinc alojados en sedimentos en la historia de la Tierra" . Geología económica . 105 (3): 593– 625. doi : 10.2113/gsecongeo.105.3.593 . ISSN 0361-0128 . 
  9. 1 2 3 Emsbo, P., Seal, RR, Breit, GN, Diehl, SF y Shah, AK (2016) Modelo de depósito exhalativo sedimentario (sedex) de zinc-plomo-plata. . En: US Geological Survey Scientific Investigations Report 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 .{{cite journal}}: 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, págs. 18-51.
  12. 1 2 Sillitoe, Richard H.; Perelló, José; Creaser, Robert A.; Wilton, John; Wilson, Alan J.; Dawborn, Toby (diciembre de 2017). "Respuesta a las discusiones sobre "Edad del cinturón de cobre de Zambia" de Hitzman y Broughton y Muchez et al" . Mineralium Deposita . 52 (8): 1277–1281 . doi : 10.1007/s00126-017-0769-x . ISSN 0026-4598 . 
  13. 1 2 Leitch, CHB, Turner, RJW, Ross, KV y Shaw, DR (2000): Alteración de la roca de caja en el yacimiento de Sullivan, Columbia Británica, Canadá; Capítulo 34 en The Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Special Paper No. 1, págs. 633-651