8 VHMS

SULFUROS MASIVOS
VOLCANOGÉNICOS
SMV
(VHMS - VMS)
”Terminología de SMV”:
•El término sulfuros masivos no implica que todo el
depósito esta formado por sulfuros
•SMV son estratiformes (strata-bound)
•”Sulfuros Masivos" = al menos
(Sangster and Scott, 1976).
http://www.mines.utah.edu/pyrite/spain2001/nevescorvoweb/images/P516002
60% sulfuros
Neves Corvo
Productos
(Commodities)
• Zn, Pb, Cu
• Au, Ag Subproductos
"by-products"
• Tenores
• Cu 1.4%-1.6%
• Zn + Pb > 10%
• 10 to 500 Mt
• A menudo en " clusters"
Importancia
1. Diversidad de metales
(Cu, Pb, Zn, Ag, Au, Fe, Cd, Sb,
Co, Bi, Sn, Hg)
2. Fácil explotación por la poca
ganga, Cielo abierto
3. Fácil recuperación de varios
metales
4. Existencia de enriquecimientos
supergénicos de gran valor en Au
5. Existencia de grupos de varias
masas (Clusters) facilita la
exploración y reduce gastos de
explotación
• Entre 1977 y 1978 en el total
de la producción metálica en
Canadá
• 30% Cu
• 63% Zn
• 27% Pb
• 58% Ag
• 8% Au
• Se obtuvieron de VHMS
• (Lydon, 1984)
•
Están relacionados en su mayor parte con las etapas finales exhalativas de
ciertos procesos volcánicos submarinos.
•
En función de su ambiente de depositación y situación tectónica se puede hablar
de cuatro tipos diferentes: tipo I (Chipre); tipo II (Besshi); tipo III (Kuroko)
y tipo IV sedimentario exhalativo (Sullivan).
•
Estos yacimientos son el resultado de dos procesos complementarios:
actividad volcánica y circulación convectiva de fluidos.
Conjuntamente crean una solución salina, caliente, débilmente ácida,
fuertemente reducida y silicatada, que contiene hidrógeno e hidrocarburos.
Los metales Fe, Mn y en menor proporción metales base, nobles y de transición
van a ser extraídos de las series estratiformes marinas, volcano-sedimentarias y
van a ser transportados como complejos metálicos.
•
Factores tales como permeabilidad, densidad y temperatura del fluido que
asciende y se mezcla con el agua del mar, profundidad de la columna de agua y
la topografía del terreno entre otros van a ser los que determinen la situación
final de las masas de sulfuros en los cinco.
Hialoclastitas y peperitas
• Peperitas. Rocas piroclásticas con
gránulos de color marrón de vidrio
Debido a las condiciones
basáltico con aspecto de granos de
submarinas
pimienta. Generalmente <1 cm,
acompañados de pequeños bloques
Hialoclastitas. Brecha fina
de lava fresca y algunos fragmentos
con elementos de vidrio
de rocas sedimentarias.
volcánico, asociado a lavas
almohadilladas.
Sangster y Scott (1976) según el ambiente:
Volcánico, Sedimentario y Volcanosedimentario
Hutchinson (1973) según la composición dominante:
Depósitos de Cu-Zn,
Depósitos de Pb-Zn-Cu-Ag y
Depósitos de pirita-Cu.
Sawkins (1976), según características del depósito y su ambiente tectónico:
Tipo Chipre, centros de expansión oceánica y post arco.
Tipo Kuroko, ambientes relacionados a subducción (arcos de
islas)
Tipo Besshi, centros de expansión pero en rocas de caja
sedimentarias
Los yacimientos de sulfuros masivos aparecen relacionados
genéticamente con el magmatismo de distintos ambientes
geotectónicos marinos como dorsales medioceánicas,
dorsales trasarco, arcos islas, islas oceánicas y montañas
submarinas
En el océano encontramos depósitos de sulfuros que se están
formando actualmente en estos ambientes geotectónicos,
otros antiguos que aparecen en rocas de la litosfera oceánica
con edades comprendidas entre el Jurásico (unos 200
millones de años) y la actualidad); y en zonas continentales
en materiales más antiguos que el Jurásico (por ej. Los
yacimientos de sulfuros masivos de la Faja Pirítica de Huelva
de edad paleozoica). La explotación de este tipo de
yacimientos es fuente de metales base y nobles como el
hierro, cobre, zinc, plomo, cobalto, níquel, oro y plata, y
elementos químicos como el bario y el azufre, entre otros.
Ambiente Geotectónico
Sistemas hidrothermales y depósitos de
sulfuros masivos polimetalicos en el fondo
oceánico moderno
Profundidad del mar: 3700 – 1500 m
25 sitios diferentes con grandes acumulaciones de
sulfuros polimetálicos
Tamaño del depósito: 1 – 5 millones de ton de
Sulfuros Masivos. (hasta 100 millones de
toneladas, Mar Rojo)
Epoca Metalogénica
En el tiempo no se encuentra una distribución preferencial para
estos depósitos.
Desde hace 3.500 m.a. (Depósitos de Pilbara Block, Australia)
hasta los depósitos modernos en el Pacífico Este; en el cinturón
volcánico del escudo canadiense se conocen cerca de 83
depósitos de SMV con edades entre 2.650 y 2.730 m.a.
MINERALIZACIONES DE SULFUROS MASIVOS
CONTEMPORÁNEOS
Sólo un 1% de los 50.000 km. (65.000 km) de longitud de las cordilleras
oceánicas (ridges) se ha explorado en detalle en los cuales se han
descubierto cerca de 60 campos hidrotermales.
La mayoría se encuentran localizados en el Océano Pacífico y Atlántico
Donde ocurren la mayoría de los "respiraderos" y los fluidos
hidrotermales emanan directamente de un sustrato volcánico.
La temperatura aproximada de los fluidos hidrotermales es de
400° C en algunos respiraderos.
Las salmueras del Mar Muerto presentan salinidades 7 veces
mayores que las de los océanos actuales con temperaturas de mas
de 200° C.
Chimeneas Blancas y Negras
Black Smokers
Acumulación de sulfuros modernos en
chimeneas y pilas
El crecimiento de una chimenea de
sulfuros se inicia por la precipitación En el agua de mar
de anhidrita (CaSO4) en la parte moderna, si se incrementa
interna de la chimenea.
la temperatura a 130 °C se
precipita CaSO4 .
La anhidrita precipita del agua de mar
por que su solubilidad decrece con el
incremento de la temperatura.
Aunque el calcio puede ser aportado por los fluidos hidrotermales, análisis
de isótopos indican que el sulfato de la anhidrita se deriva del agua de mar.
La mayoría del material hidrotermal fluye hacia arriba, a lo largo del
conducto central de la anhidrita y descarga en el agua circundante, sin
embargo una proporción pequeña (aproximadamente un 1%) del fluido
hidrotermal fluye a través de los poros de la anhidrita, los minerales son
atrapados en los poros de esta.
Fluido hidrotermal
T° mas de 300° C
Ácido, PH aprox. 3.5
H2S Mayor que SO4
Agua de mar
2° C
Alcalina, PH aprox. 7.8
Oxidante SO4 Mayor H2S
Modelo Genetico
Conveccion
Agua de mar penetra la corteza
oceánica
Interacción agua-roca (química y
T°)
Chimeneas "vents"
VOLCANIC-HOSTED MASSIVE
SULFIDE (VHMS) DEPOSITS
(d’après Scott, 1997)
Arquitectura de la corteza oceánica
Génesis
Este fluido acuoso altera las rocas, las transforma lixiviando metales y no metales presentes
en ellas y precipitando nuevos minerales, y concentra ciertos elementos químicos para la
formación de los depósitos de interés económico.
Así, el agua marina de los fondos abisales está caracterizada por tener:
baja temperatura (alrededor de 2°C)
ser neutra o ligeramente básica
Oxidante
pobre en metales y,
rica en Ca, Mg y sulfatos.
Al entrar reacciona con las rocas encajantes, produciendo alteraciones a baja temperatura
(temperaturas de <150ºC y presiones de menos de 1 kb).
Esta meteorización da lugar a la formación de arcillas, zeolitas, carbonatos, hidróxidos.
Si las soluciones acuosas se calientan >150ºC se genera en la litosfera oceánica un
metamorfismo de bajo grado (facies de zeolitas y esquistos verdes) con la neoformación de
minerales del grupo de las arcillas, zeolitas, micas, carbonatos, óxidos, sulfatos, sulfuros,
etc., y >500ºC un metamorfismo de grado medio (facies de anfibolitas, granulitas y
corneanas) en zonas intermedias con formación de sulfuros, sulfatos, óxidos y silicatos
como epidota, biotita, feldespato, anfíboles y piroxenos.
Modelo
de
formación
de
los
yacimientos
de
sulfuros marinos polimetálicos asociados a
fumarolas submarinas en dorsales sin
sedimentación (Scott, 1995)
PERFIL DE UNA CHIMENEA
Diámetro entre 2.7 y 4.7 cm
Crecimiento/día 8 y 30 cm
Flujo de salida de las
partículas 1 - 2.4 m/s
Tamaño entre 1-3 micras
Han viajado hasta 750 km
desde la fuente o chimenea.
Una chimenea madura
tiene como
estructura
caracteristica una zonación
concéntrica de calcopirita
(+/Isocubanita
+/pirrotita).
Cálculos sobre lixiviación y precipitación de metales en
fumarolas marinas dan los resultados siguientes:
La concentración de Cu en los basaltos medioceánicos
(MORB) es de unas 70 ppm y cuando salen los fluidos
mineralizadores estos tienen concentraciones de 7%
(70.000 ppm), es decir se han enriquecido unas 1000
veces.
Por lo tanto es necesario lixiviar unos 1.000 millones de m3 de
corteza oceánica para extraer unos 50 m3 de sulfuros.
En general, se ha calculado que una fumarola puede sacar al fondo
oceánico unos 250 Tn de sulfuros por año. De aquí, se ha indicado
en la introducción del tema que este tipo de yacimientos son
considerados hoy en día como recursos renovables.
Estructura de un depósito de sulfuro masivo
volcanogénico
Modelo Idealizado
Características
mineralógica y
La morfología de un depósito •Zonación química
individual puede ser la de un textural de las menas
cuerpo tabular hasta la de un
cono de lado vertical
•Cambios metasomáticos de la roca de
caja dentro de la zona de la alteración
hidrotermal y
•Fuerte metasomatismo de sílice.
Depósito de La Plata. Ecuador
Estoverca en San
Miguel,
Cinturón Riotinto
Zonación de metales como función de la T
• Sulfuros.
• Pirita. En menor cantidad pirrotina, calcopirita, esfalerita,
galena, sulfosales y bornita, estas dos últimas son muy
escasas.
• Óxidos. Magnetita, hematita, casiterita.
• Ganga. Cuarzo, clorita, barita, yeso, carbonatos y
anhidrita.
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Neves Corvo
http://www.mines.utah.edu/pyrite/spain2001/nevescorvoweb/images/P516002
El Roble (Colombia)
El Roble (Colombia)
Depósitos Tipo Beshi
Son
depósitos
típicamente
comprimidos en hojas delgadas y bien
estratificadas
de
pirrotina,
calcopirita, esfalerita, pírita y galena
en menor cantidad.
Emplazamiento tectónico
Ambientes extensionales tales
como cuencas marginales,
rídges oceánicos cerca de
márgenes continentales y o
Interbandeados en rocas clásticas cuencas de rift en el estado
terrígenas
y
basaltos inicial
de
la
separación
calcoalcalinos, tobas andesíticas y
continental.
flujos.
Tipos de rocas asociadas
(Rocas encajantes)
Edad de la mineralización.
Pertenecen a cualquier edad.
En Columbia Británica, la
mayoría de los depósitos son
del Cámbrico, Terciario Superior
y menos comunes son los de
edad Mississipiano-Pérmico.
Rocas
volcánicas
marinas
y
sedimentos clásticos; tobas basálticas
y flujos, shale y limolitas, comúnmente
calcáreas; chert y formaciones de
hierro son poco comunes.
Es factible que se presente una
secuencia de metagabro y rocas
ultramáficas.
Forma del depósito
La forma típica es la de una hoja concordante de sulfuros masivos de unos
pocos metros de espesor y de unos cuantos kilómetros de longitud. Pueden
ser lentes apilados.
Textura y estructura
Masiva y con estratificación bien definida, sulfuros con tamaño de
grano de medio a fino.
Son frecuentes las venas con clorita, cuarzo y carbonato, que
cortan cristales de pirita, calcopirita, y/o esfalerita.
Minerales de mena
Principales: Pirita, pirrotina, calcopirita esfalerita.
Secundarios: cobaltita, magnetita, galena, bornita, tetrahedrita,
cubanita, estannina, molibdenita, arsenopirita y marcasita.
• Minerales de ganga. Cuarzo, calcita, ankerita, siderita, albita
y turmalina. Los secundarios son: grafito y biotita,
• Minerales de alteración. Similar a los minerales de ganga,
cuarzo, clorita, calcita, siderita, ankerita, pirita, sericita y
grafito.
• Modelo genético. Depositación en el fondo del mar de lodos
sulfurosos en cuencas marginales
Factores económicos
• Tenor y tonelaje. Altamente variable en tamaño, los
depósitos de Columbia Británica van desde menos de 1
MT hasta mas de 113 MT.
• Por ejemplo, el depósito Goldstream, presenta un total de
recursos, reservas y producción de 1.8 MT conteniendo
4.81 % de Cu, 3.08% Zn y 20.6g/t Au.
Importancia
Son fuentes importantes de Cu, Zn y Ag, y se pueden
encontrar en secuencias sedimentarias que no han sido
exploradas totalmente para este tipo de depósitos.
DEPÓSITOS EN COLOMBIA DE SULFUROS
MASIVOS ASOCIADOS A VOLCANISMO
En la región nororiental de Colombia, en el Carmen de Atrato
(Chocó), El Roble.
La roca de caja es una secuencia de rocas sedimentarias y
volcánicas Cretáceas del grupo Cañasgordas, que incluyen
en la base basaltos toleíticos cloritizados, cherts negros y
grises muy cizallados hacia la parte superior. El cuerpo
principal de sulfuros masivos se encuentra rodeado por
cherts negros.
En la mina Santa Anita se encuentra la zona
principal, la zona de mineralizaciones se debe a
fluidos mineralizantes que ascendieron por
conductos y que corresponderían a la zona
principal más inferior del depósito original.
El yacimiento del Roble es masivo, tiene forma
lenticular, es casi vertical, presenta intenso
fallamiento, su espesor es variable llega hasta 45 m,
sus reservas conocidas son del orden de 1'100.000
toneladas y su tenor promedio de Cu es del 4.9% al
3.7 g/ton de oro.
• Mineralogía: sulfuros de textura masiva, en parte
bandeada y brechoide, pirita es el sulfuro más abundante,
calcopirita y pirrotina en menor proporción. Esfalerita,
electrum, marcasita y ganga de cuarzo, dolomita y grafito
en proporciones mínimas.
• El depósito se ha incluido dentro de la categoría de
sulfuros masivos tipo Chipre, según su ambiente
geológico y sus rasgos morfológicos y composicionales.
CUERPO MINERALIZADO DE LA EQUIS.
• Está confinado dentro del grupo de las rocas volcánicas de la Equis.
Por su costado este se encuentra en contacto con el batolito de
Mandé; en el sector oeste, se pone en contacto con rocas del
Oligoceno.
• Es un yacimiento tipo Kuroko
• Mineralogía principal: calcopirita, pirita, galena, esfalerita, oro y plata.
• Ganga: cuarzo y barita.
Reservas probadas: 120.000 toneladas
Zn: 0.8-1.2% Pb: 0.8-1.5% Au: 12-15g/ton Ag: 10-12g/ton
PROSPECTO DEL DOVIO (VALLE)
Mineralización consistente en venamientos cupríferos emplazados en rocas
diabásicas y basaltos del grupo Dagua.
Localmente tiene mineralizaciones lenticulares de pirita, calcopirita y
blenda, emplazados dentro de una zona de cizalla de unos 500 m de largo,
en donde unas lavas almohadilladas se encuentran alteradas y en contacto
con chert negro. Se caracteriza como de tipo Chipre
MINA COLUMBIA (BELÉN DE UMBRÍA)
Consiste en una estoverca emplazada en una zona cizallada dentro de
unas rocas verdes (basaltos y diabasas).
La mena está compuesta por pirita, calcosina, bornita y malaquita. Se
cataloga como tipo Chipre.