SULFUROS MASIVOS

VOLCANOGÉNICOS

SMV

(VHMS - VMS)

http://www.mines.utah.edu/pyrite/spain2001/nevescorvoweb/images/P516002 Neves Corvo

”Terminología de SMV”:

•El término sulfuros masivos no implica que todo eldepósito esta formado por sulfuros

•SMV son estratiformes (strata-bound)

•”Sulfuros Masivos" = al menos 60% sulfuros(Sangster and Scott, 1976).

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"

Importancia1. 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

basáltico con aspecto de granos de

pimienta. Generalmente <1 cm,

acompañados de pequeños bloques

de lava fresca y algunos fragmentos

de rocas sedimentarias.

Debido a las condiciones

submarinas

Hialoclastitas. Brecha fina

con elementos de vidrio

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

de anhidrita (CaSO4) en la parte

interna de la chimenea.

La anhidrita precipita del agua de mar

por que su solubilidad decrece con el

incremento de la temperatura.

En el agua de mar

moderna, si se incrementa

la temperatura a 130 °C se

precipita CaSO4 .

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 Agua de mar

T° mas de 300° C 2° C

Ácido, PH aprox. 3.5 Alcalina, PH aprox. 7.8

H2S Mayor que SO4 Oxidante SO4 Mayor H2S

Modelo Genetico

Conveccion

Agua de mar penetra la corteza oceánica

Interacción agua-roca (química y T°)

Chimeneas "vents"

(d’après Scott, 1997)

VOLCANIC-HOSTED MASSIVE

SULFIDE (VHMS) DEPOSITS

Arquitectura de la corteza oceánica

GénesisEste 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 CHIMENEADiámetro 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

La morfología de un depósito

individual puede ser la de un

cuerpo tabular hasta la de un

cono de lado vertical

Características

•Zonación química mineralógica y

textural de las menas

•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

M

i

n

e

r

a

l

o

g

í

a

• 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.

Neves Corvo

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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.

Interbandeados en rocas clásticas

terrígenas y basaltos

calcoalcalinos, tobas andesíticas y

flujos.

Emplazamiento tectónico

Ambientes extensionales tales

como cuencas marginales,

rídges oceánicos cerca de

márgenes continentales y o

cuencas de rift en el estado

inicial de la separación

continental.

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.

Tipos de rocas asociadas

(Rocas encajantes)

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, losdepósitos de Columbia Británica van desde menos de 1MT hasta mas de 113 MT.

• Por ejemplo, el depósito Goldstream, presenta un total derecursos, reservas y producción de 1.8 MT conteniendo4.81 % 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.