Apuntes del segundo parcial de depósitos minerales, Apuntes de Geología. Universitat de Barcelona (UB)
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Apuntes del segundo parcial de depósitos minerales, Apuntes de Geología. Universitat de Barcelona (UB)

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Asignatura: Diposits minerals, Profesor: Joaquim Proenza, Carrera: Geologia, Universidad: UB
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Microsoft Word - DEPOSITOS ASOCIADIOS A PROCESOS HIDROTERMALES.docx

DEPOSITOS  ASOCIADIOS  A  PROCESOS  HIDROTERMALES:  

 

DEPOSITOS  VMS:  (Depositos  de  sulfuros  masivos)  

Son  depósitos  de  sulfuros  de  metales  base  (Cu,  Pb,  Zn,  Sn)  localizados  en  una  secuencia   dominada  por  rocas  volcánicas  submarinas.  

-­‐ Depositos  exhalativos  submarinos  actuales:  

 A  inicios  de  los  años  60  se  descubrió  la  existencia  de  sistemas  hidrotermales  submarinos  en  el   fondo  del  Mar  Rojo,  y  poco  después  en  la  Dorsal  Pacífica  (EPR).  A  partir  de  estos  primeros   descubrimientos,  en  un  corto  tiempo,  las  exploraciones  oceanográficas  permitieron  reconocer   más  de  200  grandes  sistemas  hidrotermales  de  fondo  marino.  

Un  ejemplo  de  depósitos  exhalativos  actuales  seria  TAG  (Trans-­‐Atlantic  Geothermal),  con   200ppm  de  oro  donde  su  geometría  es  de  dos  tipos:  masiva  y  discordante  (stockwork).  

La  masiva  se  trata  de  una  masa  de  sulfuro  con  un  nucleo  rico  en  FeS,  CuS.  Por  debajo  esta  la   zona  discordante  con  la  mineralización  con  textura  de  brecha.  

 

 

Smokers:  pueden  llegar  a  sobresalir  muchos  metros  por  encima  del  mound.  Hay  de  dos  tipos:  

è Black  smokers  (los  más  importantes):  emanaciones  hidrotermales  muy  oscuras,   ricas  en  metales.  La  temperatura  del  fluido  es  alta  (>350ºC).  El  flujo  es  rápido.  

è White  smokers:  emanaciones  claras.  Temperatura  del  fluido  y  flujo  bajos   (anhidrita).  

 

-­‐ Composicion  mineral:     è Sulfuros  de  Cu-­‐Fe-­‐Zn-­‐Pb:  Pirita,  calcopirita  (o  isocubanita),  esfalerita  (wurzita)  y  

fana.  Mas  escasos:  Bonita  y  covelina.  Raros:  Aspy,  lolingita,  tetraedrita,  acantita,   boulangerita.  Pirrotina.    

è Oxidos  de  Fe:  Hematites  y  goethita.  

 

è Oxidos  de  Mn:  Todorokita,  birnesita.     è Metales  nobles:  Au  (>200  ppm  en  el  TAG),  Ag.     è Otros:  Opalo,  anhidrita,  barita,  nontronita,  smectita,  talco,  calcita,  aragonito,  

jarosita,  cuarzo.    

Los  rangos  de  temperatura  oscil·∙lan  entre  200  y  300ºC,  con  una  presión  litostatica  (columna  de   agua)  de  2000  –  3000  metros).  

1. Agua  marina  (fría  con  Ph  alcalino:  7.5,  sulfato,  deficiente  en  metales).   2. Esta  agua  se  infiltra  (cuenca  marina  con  fallas  normales  litosféricas),  penetra  la  corteza  

y  la  parte  superior  del  manto.  El  agua  gana  temperatura  (400ºC)  y  se  convierte  en  un   fluido  hidrotermal  con  capacidad  de  lixiviar  la  columna  de  rocas  por  la  cual  circula   (metales)  y  se  produce  la  reducción  del  sulfato  marino  (H2S).  

3. El  fluido  vuelve  a  ascender  por  corrientes  convectivas,  precipita  y  forma  los  depósitos   de  sulfuros.  

4. Black  smokers  van  creciendo  pero  por  gravedad  se  colapsa  y  la  permeabilidad   disminuye,  llega  otro  fluido  hidrotermal  y  reemplaza  los  sulfuros.  

Los  depósitos  VMS  generalmente  consisten  en  lentes  de  sulfuros  masivos  estratiformes,  de   edad  contemporánea  con  las  rocas  encajantes,  y  a  muro  de  los  cuales  se  asocia  muy   frecuentemente  una  zona  filionana  (stockwork)  o  de  reemplazamiento  masivo.  

Se  forman  por  la  descarga  de  un  fluido  hidrotermal  en  el  fondo  del  mar  o  inmediatamente  por   debajo  de  la  superficie.  

Fondo  del  mar:  Significa  que  los  VMS  se  forman  en  el  fondo  del  mar  y  ello  los  diferencia  de   otros  depósitos  de  sulfuros  formados  en  otros  ambientes.  

Sulfuros:  Ellos  les  distingue  de  otros  depósitos  metalíferos  formados  también  en  el  fondo  del   mar  como  los  de  manganeso  o  los  de  barita.  

Masivo:  Significa  que  los  VMS  contienen  más  del  60%  de  sulfuros.  

Terrenos  con  desarrollo  de  rocas  volcánicas:  Significa  que  los  VMS  se  originan  en  cinturones   volcánicos  y  ello  los  diferencia  de  los  depósitos  tipo  SEDEX,  que  se  forman  en  áreas  de   desarrollo  de  rocas  sedimentarias.  

La  Py,  Cpy  o  la  Sph  es  la  principal  mena:  Significa  que  tanto  la  Py  como  la  Cpy  y  la  Sphy   pueden  estar  presentes.  Sin  embargo,  la  presencia  de  cantidades  significativas  de  Cpy  parece  

ser  el  criterio  mineralógico  más  importante  para  distinguir  un  deposito  VMS  de  un  deposito   SEDEX.  

-­‐ Distribucion  geográfica  à  Acumulacion  de  sulfuros  masivos  en  Canadá,  Alaska,   Australia,  Norte  de  Europa.  La  acumulación  más  grande  en  la  Península  Iberica  esta  en   la  frontera  con  Portugal.    

-­‐ Contexto  geodinámico  à  Dorsales  intraoceanicas,  arcos  de  islas  intraoceanicos,  zonas   de  subducción,  cuencas  intrarc-­‐antearc.  

 

-­‐ Classificación:    

• Por  el  tipo  de  mena  (Geoquímica),  proporción  de  Cpy,  Zn  y  galena.  2  tipos:    

1. Cu-­‐Zn:  encajados  en  series  ofiolíticas  (“tipo  Chipre”)   2. Zn-­‐Cu-­‐Pb:  Corresponden  a  yacimientos  de  arco  de  islas  (“tipos  

Kuroko”)    

• Por  el  tipo  de  encajante  volcánico  predominante:    

1. Máfico  (ej:Chipre)   2. Máfico  bimodal  (ej.  Noranda,  Canadá/  ej.  Basalto,  dacita,  dioritas  y  no  

andesina,  predominio  de  máficos).   3. Siliciclático  máfico  (ej.  Besshi,  Japón)   4. Félsico  bimodal  (ej.  Kuroko,  Japón)   5. Siliciclástico  félsico  (ej.  FPI,  Península  Ibérica)  

 

-­‐ Morfologia  y  estructura:  

El  cuerpo  mineral  consiste  en  grandes  lentes  de  sulfuros  masivos  que  yacen  por  encima  de  una   zona  de  alteración  hidrotermal  que  contiene  un  stockwork  de  sulfuros.  Los  lentes  tienen  una   relación  longitud  altura  entre  10:1  Hasta  3:1  (en  los  depósitos  menores).  

 

 

 

ü El  stockwork  se  ha  interpretado  como  la  zona  de  alimentación  o  raíz  exhalativa.   ü Ocasionalmente  se  reconoce  una  mineralización  estratoligada  originada  por  

reemplazamiento  selectivos  de  capas  favorables  (por  su  permeabilidad  o   composición).  

ü En  algunos  depósitos  fósiles  se  llegan  a  reconocer  fragmentos  de  chimeneas  (antiguos   conductos  de  emisión  hidrotermal).  

ü En  algunos  depósitos  (ej.  Chipre)  los  lentes  de  sulfuros  se  encuentran  cubiertos  por   una  capa  de  ocres  formados  por  la  alteración  de  los  sulfuros  bajo  la  acción  del  agua  de   mar.  

ü Muchos  depósitos  desarrollan  una  zonación  química  horizontal  y  vertical,  reflejando  el   gradiente  térmico:     Proximal  –  Cu  –  Pb  –  Zn  –  Ba  –  Fe  –  Mn  –  Distal    

-­‐ Mineralogia:    

Los  minerales  metálicos  más  abundantes  son:  pirita,  calcopirita  y  esfalerita.  La  galena  es  más   escasa,  y  la  Cpy  es  muy  abundante;  a  diferencia  de  los  depósitos  SEDEX.  Pueden  presentar   contenidos  elevados  en  Au.  

Minerales  metálicos  à  Principales:  pirita  >  esfalerita,  calcopirita,  galena.  Ocasionales:   pirrotina,  magnetita,  tetraedrita,…  

Minerales  de  ganga  à  Cuarzo,  barita,  anhidrita,  calcita,  siderita,…    

Algunos  depósitos  presentan  contenidos  elevados  en  Ag.  

Los  minerales  de  Sn  son  escasos  (casiterita,  estannita,  sulfosales  de  Sn),  salvo  en  algún   depósito  (ej.  Neves,  Corvo,  Portugal),  en  el  que  la  casiterita  forma  niveles  masivos  y  esta  en  el   stockwork.  

 

 

-­‐ Alteraciones:  

Las  zonas  de  alteración  se  disponen  de  dos  maneras:  

1. Alteracion  discordante:  alrededor  de  los  conductos  de  ascenso  del  fluido  hidrotermal.   2. Alteración  semiconcordante:  alrededor  de  los  lentes  de  sulfuros  masivos.  

 

Según  el  quimismo  del  fluido  hidrotermal  y  los  productos  de  alteración  se  distingue:  

1. Baja  sulfuración:  Más  abundantes.  Minerales  de  alteración:  Clorita,  sericita,  cuarzo,   pirita.  

2. Alta  sulfuración:  Muy  escasos.  Minerales  de  alteración:  Cuarzo,  caolinita,  S  nativo,   alunita,  diáspora  pirofilita,  pirita.  

 

-­‐ Fuentes  de  los  metales:  

Los  metales  son  lixiviados  en  profundidad,  de  la  pila  volcánica  y  basamento  (¿),  por  una   convección  de  agua  de  mar  caliente  por  encima  de  una  intrusión  magmática.  

Los  metales  son  derivados  directamente  de  una  pluma  de  valores  magmáticos  y  escasa   lixiviación  de  la  pila  volcánica.  

Mezcla  de  fuentes,  con  metales  poco  solubles  (Cu,  Au)  provenientes  del  magma,  y  metales   muy  solubles  (Zn,  Pb,  Ag)  aportados  por  el  agua  de  mar  mediante  lixiviación  de  la  pila   volcánica.  

-­‐ Posibles  fuentes  del  S:     (i) S  disuelto  en  agua  marina   (ii) S  presente  en  la  columna  de  rocas   (iii) S  magmático  (SO2  y  H2S)  

   

 

Mecanismos  de  reducción  del  S:  

(i) Reducción  bacteriogénica  (se  produce  fraccionamiento  en  el  orden  de  -­‐40   mil%º,  da  lugar  a  sulfuros  con  un  S  muy  ligero)  

(ii) Reducción  inorgánica  de  sulfato  marino  se  produce  fraccionamiento  (sulfato   acuoso  y  el  sulfuro)  en  el  orden  de  18  a  25  mil%º)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

DEPÓSITOS  SEDEX:  

También  denominados:  

-­‐  sedimentario-­‐exhalativos     -­‐  Sediment-­‐hosted  massive  sulphides  (SHMS)  

Son  característicos  de  los  estadios  avanzados  de  rifting  continental  (Ex:  Mar  Rojo).  

Son  importantes  por  su  alto  porcentaje  de  Zn-­‐Pb.  Además,  tienen  alto  contenido  en  Cu  (pero   menos  que  los  VMS),  Ag,  Ni,  Co,  Mo,  V,  Sn.  

Son  depósitos  de  sulfuros  masivos  de:  

-­‐ Metales  base     -­‐ Estratiformes   -­‐ Singenéticos,  encajados  en  sedimentos  o  metasedimentos.  (cosa  que  se  diferencian  de  

los  VMS)  

Los  depósitos  exhalativos  se  forman  a  partir  de  exhalaciones  o  surgencias  hidrotermales.  La   descarga  hidrotermal  tiene  lugar  en  el  fondo  marino,  por  lo  que  la  formación  de  los   precipitados  tiene  lugar  en  o  cerca  del  fondo  marino.  Esta  acumulación  se  da  sobre  todo  en   cuencas  restringidas  y,  en  ocasiones,  en  reemplazamientos  en  el  subsuelo  marino.  

è Contexto  geotectónico:  (estadios  evolucionados  de  rifting  continental):  

Estos  depósitos  se  forman  debido  a  una  actividad  hidrotermal  ligada  a  procesos  de  rifting   continental  con  un  elevado  gradiente  geotérmico  que  actúa  de  motor  de  los  sistemas   hidrotermales.  

La  formación  de  cuencas  sedimentarias  implica  un  adelgazamiento  de  la  corteza  originado  por   un  régimen  tectónico  extensional,  que  en  su  madurez  pude  conllevar  a  una  apertura  oceánica.  

Generalmente  se  desarrolla  un  magmatismo  de  afinidad  alcalina,  usualmente  de  carácter   bimodal  (máfico-­‐félsico).  

El  Mar  Rojo  puede  ser  considerado  como  un  ejemplo  actual  de  rifting  avanzado  en  el  que  tiene   lugar  una  acumulación  de  metales.  Los  sedimentos  metalíferos  son  muy  habituales.  Se  han   reconocido  13  depositos  submarinos  de  sulfuros  masivos.  El  más  importante  es  el  Atlantis  II   Deep.  Difiere  significativamente  de  las  cuencas  oceánicas  más  típicas.  La  velocidad  de  apertura   es  muy  lenta,  no  existe  una  verdadera  dorsal,  y  hay  depósitos  de  evaporitas.  

è Edad:  

Hay  2  epocas  muy  proliferas:  

-­‐ Proterozoico  (1800  Ma)  ej.  Broken  Hill,  Australia/  Sulivan,  Canada   -­‐ Paleozoico  –  Mesozoico  (400-­‐700  Ma)  ej.  Red  Dog,  Alaska  

  è Rocas  encajantes:  

Rocas  sedimentarias  o  metasedimentarias,  normalmente  series  detríticas,  aunque  también   pueden  ser  carbonatos  o  evaporitas.    

A  diferencia  de  los  VMS,  el  control  sedimentario  sobre  los  procesos  mineralizantes  es  muy   importante.  

è Características  de  la  cuenca:  

La  cuencas  están  delimitadas  por  fallas  sinsedimentarias  que  favorencen  la  circulación   hidrotermal  y  el  ascenso  de  los  fluidos.  

Las  subcuencas  actúan  como  medios  cerrados  con  un  Eh  reductor  que  favorecen  la   preservación  de  los  sulfuros  (medio  euxínico).  

El  análisis  de  facies  sedimentarias  indican  una  inestabilidad  de  la  cuenca:  

-­‐ Variaciones  de  potencia  de  las  unidades.   -­‐ Cambios  laterales  de  facies  bruscos.   -­‐ Presencia  de  estructuras  sedimentarias  (brechas,  debris-­‐flow  y  olistostromas).  

 

 

è Estructura  y  morfología:  

Su  estructura  idealizada  es  similar  a  la  de  los  depósitos  VMS,  con  depósitos  de  sulfuros  masivos   concordantes  que  sobreyacen  una  zona  de  alimentación  o  stockwork.  

Sin  embargo  alrededor  del  85%  de  los  depósitos  carecen  de  stockwork.  Además,  los  cuerpos   de  sulfuros  tienen  una  morfología  más  tabular  que  lenticular.  

Tienen  una  zona  discordante  (stockwork)  a  base  y  una  zona  concordante  a  techo  (sulfuros   masivos).  

 

 

 

 

 

-­‐ Mineralización  secante:  stockwork,  brechas  hidrotermales  y  en  ocasiones  una   alteración  hidrotermal  alrededor  que  afecta  al  encajante  (silicificacion).  

-­‐ Mineralizacion  estratoligada:  formada  por  reemplazamiento  de  niveles  favorables   (carbonatos  o  niveles  permeables)  por  debajo  de  la  interfase  agua-­‐sedimento.  

-­‐ Mineralizacion  concordante  (estaratoligada/controlada):  estratos  o  lentejones  con  una   relación  longitud:altura  como  minimo  de  10:1.  Los  tramos  de  sulfuros  masivos  se   pueden  distribuir  a  lo  largo  de  un  intervalo  estratigráfico  de  hasta  1000  m.  Ej.  San   Miguel,  dacitas  totalmente  reemplazadas  por  el  fluido  hidrotermal.  

Hay  4  configuraciones  posibles:  

(i) Depositos  proximales  o  supra-­‐vent:  Los  sulfuros  masivos  están  a  techo  de  los   canales  de  alimentación.  Ej.  Sullivan,Rammelsberg.    

   

(ii) Depositos  distales:  Masas  de  sulfuros  desconectados  de  los  canales  de   alimentación.  (Mucha  barita,  niveles  de  Chert  y  minerales  de  Mn).  Ej.  Howards   Pass.  

   

(iii) Depositos  de  inhalitas  (la  mayor  parte  de  la  mineralización  se  acumula  por  debajo   de  la  interfase  agua-­‐sedimento,  formando  depósitos  estratoligados;  hay  claras   evidencias  de  reemplazamiento).  

 

 

 

è Mineralogia:  

Los  depósitos  SEDEX  tienen  más  Pb  que  los  VMS  y  se  componen  de  la  mineralogía  siguiente:  

-­‐ Principales:  Py,  Gln,  Sph   -­‐ Más  escasos:  Pirrotina,  Cpy,  Marcasita,  Arpy,  Ag  nativa.  

Presencia  de  exhalitas:  Niveles  constituidos  por  minerales  no  metálicos  formados   directamente  a  partir  del  fluido  hidrotermal  y  que  se  encuentran  intercalados  o  en  posición   lateral  respecto  a  los  sulfuros  masivos.  Su  composición  mineralogía  es  muy  variable.  

 

Al  igual  que  los  depósitos  VMS,  los  depósitos  SEDEX  desarrollan  una  zonación  vertical  y   horizontal  en  los  extremos.  

 

Si  el  fluido  no  profundiza  suficiente  no  tiene  capacidad  de  solubilizar  Pb-­‐Zn-­‐Cu…  porque  no   tiene  suficiente  temperatura.  A  T>300ºC  tiene  capacidad  de  solubilizar  Cu  (+profundidad).  

Texturas:    

-­‐ Bandeado  mineralógico:  Muy  característico  el  desarrollo  de  un  fino  bandeado   mineralógico  afectando  a  los  sulfuros  masivos.  

Un  caso  curiosos  es  el  del  Priorat,  donde  se  han  encontrado  depósitos  tipo  SEDEX  con   minerales  del  grupo  del  Pt.  

è Genesis:    

ü Los  diversos  modelos  que  existen  defienden  que  su  formación  se  debe  a  una   circulación  de  fluidos  hidrotermales  a  través  de  una  cuenca  sedimentaria.  

ü El  ascenso  de  fluidos  se  debe  a  una  convección  de  agua  marina  infiltrada  en  la  cuenca,   motivada  por  el  elevado  gradiente  geotérmico  de  la  cuenca.  

ü La  extensión  lateral  de  las  celdas  de  convección  determina  el  espaciado  entre  los   depósitos  y  las  dimensiones  promedio  de  los  depósitos  individuales.  

ü La  vida  de  los  sistemas  hidrotermales  oscila  entre  10^5  y  10^6  años  

 

è Fuente  de  los  metales:  

En  general  se  acepta  que  los  metales  proceden  de  las  series  sedimentarias  infrayacentes,  a   partir  del  lavado  (leaching)  por  parte  de  los  fluidos  en  circulación  profunda.  

 

 

 

 

è Origen  de  los  fluidos  hidrotermales:  

Aguas  predominantemente  marinas  y  de  cuenca  (meteóricas  de  circulación  profunda  o   marinas  modificadas),  pocas  veces  magmáticas.  

è Fuente  del  azufre:  

Puede  proceder  de  la  reducción  bacteriana  del  SO4  marino,  proceso  que  tiene  lugar  en  el   fondo  de  la  cuenca  sedimentaria.  

Puede  transportarse  juntamente  con  los  metales  en  el  fluido  hidrotermal.  En  este  caso  puede   proceder  de  dos  “fuentes  primarias”:  Lavado  de  las  series  infrayacentes;  Reduccion   termoquímica  del  sulfato  marino  durante  la  circulación  profunda.  

è Deformacion:    

(i) Deformacion  sinsedimentaria  (estructuras  de  deformación  del  sedimento  blando   (soft  sediment),  por  ejemplo:  slumping).  

(ii) Deformacion  frágil  (ej.  La  pirita  se  deforma  frágilmente,  y  las  fracturas  se  rellenan   de  esfalerita,  calcopirita  y  galena,  debido  a  la  diferente  respuesta  mecánica  de  los   diferentes  sulfuros  enfrente  de  la  deformación.  

(iii) Deformacion  ductil.  

En  estas  dos  últimas  queda  restringida  en  la  mineralización.  

è Metamorfismo:  

Efecto  sobre  los  sulfuros:  Aumento  en  el  tamaño  de  grano  y  desarrollo  de  “puntos   tribles”:  texturas  granoblásticas.  

 

è SEDEX  vs.  VMS:    

-­‐ Similitudes:  sulfuros  masivos,  mineralización  estratiforme,  origen  exhalativo-­‐ submarinos.  

-­‐ Diferencias:  En  los  VMS  existe  un  predominio  de  Cu,  están  encajados   predominantemente  en  materiales  volcánicos,  y  se  han  formado  en  un  contexto   geotectónico  de  arcos  de  islas  o  dorsales  oceánicas.  

 

 

 

 

 

 

 

 

DEPÓSITOS  DE  CU  EN  SEDIMENTO:  (Stratiform  sediment-­‐hosted  copper  (SSC)   deposits):  

Uno  de  los  ejemplos  más  importantes  de  depósitos  de  Cu  en  sedimento  se  encuentra  en   Congo  (Kinshasa)  y  Zambia  (también  de  Co).  

Producen  entre  el  20  y  25%  del  Cu  y  el  80%  del  Co  a  escala  mundial.  También  contienen   importantes  recursos  de  Pb,  Zn,  Ag,  U,  Au,  PGE,  Re.  

Otro  ejemplo  seria  Polonia-­‐Alemania,  Reino  Unido,  EUU..  Los  depósitos  más  importantes  a   escala  mundial:   (i)  Zambian  Copperbelt  (Zambia-­‐Zaire)  

(ii)Kupferschiefer  (Polonia-­‐Alemania)  

La  producción  de  Cu  de  estos  yacimientos  únicamente  esta  superada  por  la  de  los  pórfidos   cupríferos.  

Estos  depósitos  consisten  en  horizontes  de  areniscas,  pizarras  negras  (ricas  en  m.o)  o  rocas   carbonatadas  (principalmente  dolomias).  

-­‐ Subtipos:   i) Red-­‐beds:  de  menor  importancia,  encajados  en  red-­‐beds,  la  mineralización  

precipita  alrededor  de  zonas  locales  reducidas  (ej.  Dzhezhkazgan  en   Kazaskhstan;  Corocoro  en  Bolivia).  

ii) Kupferschiefer/Copperbelt:  el  más  importante,  la  mineralización  se  forma  en   una  secuencia  marina  somera,  los  sedimentos  oxidados  (red-­‐bed)  se  localizan   estratigráficamente  por  debajo.    

-­‐ Modelo  conceptual:  

 

A  muro  de  la  secuencia  encajante    de  la  mineralización  tenemos  red  beds.  

 

Fluidos  involucrados  

Aguas  de  cuenca  o  connatas  que  se  desprenden  de  los  filisilicatos  y  arcillas  al  comprimirlas.   Cerca  del  limite  diagénesis/metamorfismo.  Las  aguas  inicialmente  son  meteóricas  y  en   profundidad  pasan    a  connatas  a  medida  que  se  infiltran.  

Con  un  mismo  acuífero  podemos  obtener  varios  tipos  de  depósitos  en  función  de  la  roca   presente  en  la  cuenca:  

• Sistemas  de  acuíferos  de  carbonatos  (reducidos)àMenas  ricas  en  Zn   • Sistemas  de  acuíferos  de  areniscas  quarziticas  à  Menas  ricas  en  Pb   • Sistemas  de  acuíferos  con  evaporitas  +  red-­‐bedsà  Menas  ricas  en  Cu  

Contexto  geodinámico  

Mineralizaciones  asociadas  a  cuencas  sedimentarias  originadas  en  los  estadios  iniciales  de   rifting  continental.    Ambiente  geotectónico  caracterizado  por  la  abundancia  de  red-­‐beds  y   vulcanismo  bimodal    

 

 

 

 

 

 

Características  generales  

• Predominio  del  Cu.  Los  otros  metales  son  muy  minoritarios.  Únicamente  en  algunos   depósitos  Pb-­‐Zn  llegan  a  ser  abundantes,  además  de  Ag  y  Co.  

• Encajante  sedimentario.  La  mineralizacón  aparentemente  no  guarda  ninguna  relación   directa  con  el  magmatismo  o  metamorfismo.  

• Desarrollo  de  cuerpos  mineralizados  tabulares  de  gran  continuidad  lateral.  

 

Rocas  encajantes  

• La  mineralización  cuprífera  está  encajada  en  una  unidad  de  grano  fino  (pelítica)  gris   que  sobreyace  paquetes  de  red-­‐beds,  habiéndose  formado  por  una  transgresión   marina.  Normalmente  hay  algunas  evaporitas  asociadas,  junto  con  algunas  unidades   de  carbonatos.    

Distribución  temporal:  Las  mayores  acumulaciones  de  cobre  en  sedimentos  las  encontramos   distribuidas  principalmente  en  dos  etapas  concretas:  el  Neoproterozoico  y  el  Pérmico.  Esto   indica  que  todos  se  han  formado  después  del  momento  en  que  la  atmósfera  está  plenamente   oxigenada.  

Mineralización  

Texturalmente  se  caracterizan  por  el  predominio  de  diseminaciones  de  sulfuros  de  grano  fino.   En  muchas  ocasiones  se  observa  una  zonación  mineralógica  a  escala  de  depósito  de  mayor  a   menor  solubilidad.  El  cobre  precipita  mas  fácilmente  en  aguas  reducidas  que  el  Pb  y  Zn.  

La  precipitación  de  cobre  se  da  en  zonas  de  barreras  redox    

   

Modelos  de  formación  del  depósito  

Los  modelos  más  aceptados  se  basan  en  la  precipitación  del  Cu  en  una  barrera  redox.  Esta   barrera  constituye  el  cambio  de  los  red-­‐Beds  a  los  sedimentos  grises  reductores,  ricos  en  S   (FeS2,  anhidrita  y  yeso).  Estos  modelos  son  epigenéticos-­‐sindiagenéticos.  El  fluido  es  muy   oxidante,  muy  salino  y  de  baja  temperatura.  Circula  a  través  de  red-­‐beds,  que  actúan  como   mantos  acuíferos  (permeables).  

Origen  y  circulación  del  fluido:  

• Agua  de  cuenca:  Su  circulación  está  favorecida  por  el  elevado  gradiente  térmico  o   puede  estar  relacionada  con  procesos  de  compactación  de  sedimentos  en  la  cuenca.  El   ascenso  de  los  fluidos  tiene  lugar  a  través  de  zonas  de  permeabilidad,  estando   favorecido  por  la  existencia  de  fallas  normales  y  discontinuidades.  

• El  agua  puede  proceder  de  zonas  de  recarga  muy  alejadas,  similarmente  al  origen  de   los  fluidos  que  se  propone  para  los  depósitos  de  tipo  MVT.  

• El  agua  puede  proceder  de  una  sobrepresión  de  acuíferos  profundos,  y  de  este  modo   ascender  rápidamente  a  través  de  fracturas.    

Origen  de  los  metales  

• En  la  mayoría  de  los  casos  se  considera  que  los  metales  proceden  de  la  lixiviación  del   basamento  o  de  las  series  sedimentarias  y  volcánicas  infrayacentes.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Características  del  fluido  mineralizante:  

• Temperatura:  Baja,  <150  ºC  (y  hasta  <100ºC)   • Eh:  Soluciones  oxidantes,  equilibradas  con  el  Fe3+  de  los  red-­‐beds.   • pH:  Neutro   • Salinidad:  Alta  (salmueras  cloruradas).   • Contenido  y  transporte  de  metales:  Los  metales  base  son  muy  solubles  en  las  

salmueras  cloruradas  de  baja  temperatura,  neutras  y  de  Eh  oxidante.  Este  tipo  de   salmuera  es  habitual  en  forma  de  complejos  clorurados.  La  solubilidad  puede  alcanzar   los  100  ppm.  

 

 

Kupfershiefer:  

• Se  trata  de  uno  de  los  mayores  depósitos  de  Cu  del  mundo.  Leyes  1,5-­‐2%  Cu,  30  ppm   Ag  y  localmente  concentraciones  de  Zn.  

• Consiste  en  un  horizonte  de  pizarras  bituminosas  carbonatadas  del  Pérmico  Medio,   con  una  potencia  de  1m,  y  una  continuidad  lateral  enorme.  Se  extiende  por  Inglaterra   Alemania,  Holanda  y  Polonia.  Solo  localmente  el  enriquecimiento  en  Cu  es  económico.  

• En  la  base  de  la  unidad  pizarrosa  hay  conglomerados  y  en  el  techo  una  formación  de   carbonatos.  

• Los  materiales  más  característicos  son:  Bornita,  calcosina,  calcopirita.   • Mas  escasos  son:  Galena,  esfalerita,  tetraedrita  y  pirita.    

DEPÓSITOS  DE  TIPO  SKARN  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los   skarns   son   cuerpos   de   rocas   calcosilicatadas,   a   veces   mineralógicamente   bandadas   y   a   menudo   de   grano   grueso,   formadas   como   resultado   de   reacciones  metasomáticas   sobre   un   protolitos  carbonatados  (mas  raramente  evaporitas  y  rocas  ígneas  básicas)  como  consecuencia   de  la  interacción  con  un  fluido  con  el  cual  se  encuentra  en  desequilibrio  químico  i/o  térmico.  El   agua   liberada   de   la   cristalización   magmática   y   en   estado   supercrítico   contiene   elementos   incompatibles  del  magma  (Cu,  W,  Sn,  Zn,  Pb,…)  

Las  rocas  calcosilicatadas  con  un  bandeado  mimético  de    la  estratigrafía  de  la  roca  precursora,   habitualmente  de  grano  fino  i  con  una  composición  química  global  similar  a  la  de  su  protólito   no  metamorfizado  es  conocen  como  skarnoides.  

Son   rocas   formadas   por   metamorfismo   de   contacto   de   carbonatos   impuros,   margas   y/o   carbonatos   silícicos   ricos   en   metales,   con   una   aportación   nula   o   pequeña   de   componentes   químicos.  

Los   Skarnoides   están   formados   por   reacciones   isoquímicas,   es   decir   que   involucran   recristalización   i   cambios   de   las   fases   minerales   estables   sin   un   significante   transporte   de   masa.    

Skarns  de   reacción  son  el   resultado  del  metamorfismo  de   litologías   interestratificadas,   como   pizarras   y   calizas,   con  un   transporte  de  masa  entre   los  diferentes  estratos  a  escala  pequeña   (decimétrica),  es  lo  que  se  conoce  como  bimetasomatismo.  

 

Los  skarns  tienen  interés  económico  ya  que  son  fuente  de  numerosos  metales  (W,  Cu,  Fe,  Mo,   Zn,   Pb,   Co,   Au,   Ag,   Bi,   Sn,   Be   i   B),   como   también  minerales   de   aplicación   industrial   (grafito,   tremolita,  crisotilo,  wollastonita,  magnesita,  flogopita,  talco,  fluorita,…)  

 

Contexto  geodinámica:  

• Arco   insular:   Skarns   de   Fe-­‐Cu   con   Co,   Cu,   Au,   Zn,   Ni.   Y   skarns   asociados   a   pórfidos   cupríferos  que  no  suelen  tener  Sn,  W,  Pb.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Subducción  continental  gran  ángulo  à  2  a  15  km  de  profundidad  de  emplazamiento.   1. Skarns  W,  metales  base  Pb-­‐Zn  y  Cu.   2. Skarns  de  Cu  asociados  a  pórfidos  Cu.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Subducción   continental   de   bajo   ánguloà   1   a   6   km   de   profundidad.   Migración   del   arco  magmático  hacia  continente.  

1. Skarns  Mo  con  Au,  Ag,  Pb-­‐Zn.  Asociados  a  pórfidos  de  molibdeno.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Post  subducción:  Skarns  Sn  con  Be,  B,  F,  W,…  

 

Mecanismo  de  formación  de  los  skarns  

1. Metamorfismo   de   contacto:  Dominado   por   procesos   difusivos,   se   producirá   durante   el   emplazamiento   de   un   cuerpo   ígneo,   mientras   se   desarrolla   el   metamorfismo   de   contacto.   En   este   punto   tendría   lugar   la   formación   de   skarnoides,   y   también   la   recristalización   de   las   calizas   a   mármoles.   Aureola   mas  o  menos  desarrollada  en  función  de  la  profundidad  de  emplazamiento                

2.  Skarn  progradante:  Dominado  por  procesos  de  carácter   infiltracional,  donde   el   agua   liberada   de   la   cristalización   magmática   y   en   estado   supercrítico,   interaccionaría  con  el  encajante  carbonatado.  Este  fluido  rico  en  Si,  Al,  Fe,  Mg   y  elementos  incompatibles  del  magma  (W,  Sn,  Cu,  Zn,  Pb,…),  tendría  que  estar   en   desequilibrio   con   el   encajante   y   reaccionaria   mediante   una   serie   de   reacciones  dirigidas  a  su  mutuo  equilibrio  final.  

 

 

 

 

 

 

 

 

La  infiltración  del  fluido  y  la  reacción  progresiva  con  los  carbonatos  dan  lugar  a   una   serie   de   frentes   metasomáticos  à   Zonas   con   diferentes   asociaciones   minerales.   La   mineralogía   desarrollada   durante   este   estadio   suele   ser   anihidrita   (Wollastonita,   frosterita,   piroxenos   cálcicos,   granates   cálcicos,   vesubiana,  titanita,  espinela,  flogopita,  apatito…)  

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Skarn   retrógrado:   Se   produce   el   reemplazamiento   de   los   minerales   del   episodio   anterior   por   otros   silicatos   hidratados,   acompañados   por   la   mineralización  metálica.  También  conocido  por  otros  autores   como   skarn  de   baja  temperatura,  skarn  secundario  o  aposkarn.  Los  minerales  desarrollados   son:  Amfiboles,  minerales  del  grupo  de  la  epidota,  clorita,  cuarzo,  moscovita,   calcita,  feldespatos,  turmalina,  pirita,  fluorita,  pirrotina,  arsenopirita,  galena,   calcopirita,  estannita,  magnetita,  oro  plata  y  bismuto  nativos…        

Formación   de   alteraciones:   Se   producen   durante   el   estadio   retrógrado   y   afectan   a   la   roca   granítica   y   muy   raramente   al   protólito   carbonatado.   Alteraciones:  Feldspatización,  greisens  y  turmalinitización.      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Morfologia  

• Depósitos  de  bajo  tonelaje  y  alta  ley.   • Suelen  desarrollarse  alrededor  de  una  intrusión,  o  a  una  cierta  distancia  del  batolito.   • La  morfología  suele  ser  muy  compleja  de  cartografiar  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Clasificación:  

Exoskarn  y  endoskarn:  Hacen  referencia  a  la  parte  del  skarn  desarollada  sobre  el  protólito   carbonatado  o  sobre  la  roca  ígnea  intrusiva,  respectivamente.  La  diferenciación  entre  estos   dos  términos  es  compleja  y  se  realiza  mediante  el  análisis  con  microscopio  con  elementos   traza.  

1. Clasificación  basada  en  el  tipo  de  protolito:  Es  una  clasificación  puramente   descriptiva.  A)  skarns  cálcicos  (protolito  calcáreo)  de  los  magnésicos  (dolomítico).  

B)  Exoskarn  (protólito  carbonatado)  y  endoskarn  (protólito  intrusivo).    

2. Clasificación  basada  en  el  metal  predominante:  Skarns  mineralizados  en  Fe,  W,  Cu,   Pb-­‐Zn,  Mo  i  Sn,  U  y  tierras  raras.  

3. Clasificación  basada  en  parámetros  físicos:  La  variable  mas  utilizada  en  cuanto  a   clasificar  skarns  es  el  estado  de  oxidación  del  sistema,  de  acuerdo  con  el  valor  de  la   fugacidad  del  O2:  skarns  oxidados  y  skarns  reducidos.  

Fe2+àReducidoàHedembergitaàGranate   Fe3+àOxidadoàAndraditaàClinopiroxeno  

Los  fluidos  implicados  principalmente  son  fluidos  residuales  de  cristalización  magmática  y   también  en  menor  abundancia  fluidos  de  origen  meteórico  y  metamórfico.    

Depósitos  de  tipo  pórfido  

 

• Minas  mas  grandes  en  volumen  de  reservas  y  cantidad  de  ti)erra  removida   • Son  depósitos  de  Cu,  Au,  Mo,  Mo,  Sn,  W,  Se,  Re  tipo  pórfido   • Son  depósitos  de  1  a  5  km  de  diámetro,  de  gran  tonelaje  y  baja  ley  1-­‐2%   • Son  epigenéticos  y  están  asociados  a  intrusiones  ácidas  (composición  diorítica  a  riolítica)  o  

intermédias  de  emplazamiento  somero  (1-­‐3kbar  y  750-­‐850ºC)   • Son  la  fuente  del  50%  del  Cu  mundial  y  mas  del  90%  del  Mo,  también  importantes  

contenidos  en  Au,  Ag,  Sn.   • Tambien  contienen  subproductos  Re,  W,  In,  Pt,  Pd,  Se.   • Asociados  a  cinturones  magmáticos  generalmente  mesozoicos.   • Los  procesos  mineralizantes  son  de  edad  ligeramente  postmagmática  y  a  temperaturas  

más  bajas  que  las  rocas  magmáticas  precursoras.   • T  de  formación  de  los  yacimientos:  250º-­‐500ºC).  

 

Pórfidos  Cupríferos:  

1. Gran  tonelaje  (106-­‐109)  y  bajas  leyes  de  cobre  (0.2-­‐2%  Cu)   2. Además  del  Cu  pueden  presentar  cantidades  variables  de  oro,  plata  y  

molibdeno.   3. Se  asocian  a  rocas  intrusivas  generalmente  félsicas  de  composición  

granodiorítica  y  a  facies  intermedias  (composición  diorítica).  

 

Contexto  geodinámico:  

• Asociados  a  zonas  convergentes  de  subducción,  sobretodo  oceánica.   • El  fluido  asciende  a  la  base  de  la  corteza.   • Proceso  de  deshidratación  y  aumento  de  los  volátiles,  esto  baja  el  punto  de  fusión  de  

las  peridotitas.   • El  magma  andesítico  asciende  por  fallas  litosféricas  y  se  emplaza  hasta  unos  3  km  

dando  lugar  a  los  pórfidos.  

 

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