Los depósitos de mineral de níquel komatiítico de tipo Kambalda son una clase de depósito de mineral de elementos del grupo hierro - níquel - cobre - platino magmático en el que los procesos físicos de la vulcanología de komatiíta sirven para depositar, concentrar y enriquecer un sulfuro de Fe-Ni-Cu-(PGE) fundido dentro del entorno de flujo de lava de un volcán de komatiíta en erupción .
La clasificación del tipo de entorno mineral los distingue de otros depósitos minerales magmáticos de Ni-Cu-PGE, que comparten muchos de los mismos controles genéticos (formacionales).
Los depósitos minerales de tipo Kambalda se distinguen por el hecho de que la deposición de un sulfuro de Fe-Ni-Cu fundido inmiscible se produce dentro de un canal de flujo de lava sobre la paleosuperficie. Esto es distinto de otros depósitos magmáticos de Ni-Cu-PGE, en los que el sulfuro de Fe-Ni-Cu fundido se acumula dentro de un dique de alimentación subvolcánico, un umbral o una cámara de magma.
El modelo genético de los depósitos de mineral de Ni-Cu-(PGE) de tipo Kambalda es similar al de muchos otros depósitos de mineral magmático de Ni-Cu-PGE:
Investigaciones recientes sobre las composiciones isotópicas de S de los sulfuros komatiíticos (Bekker et al., 2009) indican que carecen del fraccionamiento isotópico no dependiente de la masa típico de los sulfuros formados en la superficie durante el Arcaico, como se esperaría si gran parte del azufre se originara en el sustrato sedimentario, lo que confirma que el S se derivó "aguas arriba" en el sistema, no de las rocas locales.
Los depósitos de Ni-Cu-PGE asociados a komatiita pueden formarse en una amplia gama de entornos volcánicos y recubrir una amplia gama de rocas de muro de contención, incluyendo basaltos (por ejemplo, Kambalda, Australia Occidental), andesitas (por ejemplo, Alexo, Ontario), dacitas (por ejemplo, Bannockburn, Ontario; Silver Swan, Australia Occidental), riolitas (por ejemplo, Dee's Flow, Ontario), formaciones de hierro en facies de sulfuro (por ejemplo, Windarra, Australia Occidental) y semipelitas sulfídicas (por ejemplo, Raglan, Quebec).
La morfología de los depósitos de Ni-Cu-PGE de tipo Kambalda es distintiva porque los sulfuros de Fe-Ni-Cu se encuentran a lo largo del suelo de un flujo de lava komatiita, concentrados dentro de una zona de mayor flujo en las facies del canal de lava (Lesher et al., 1984).
El canal de lava se reconoce típicamente dentro de una secuencia de komatiita por:
La zona mineral generalmente consiste, desde la base hacia arriba, en una zona de sulfuros masivos, sulfuros con textura de matriz/neta, sulfuros diseminados y sulfuros en nubes.
Los sulfuros masivos no siempre están presentes, pero cuando están presentes están compuestos de >90% de sulfuros de Fe-Ni-Cu, ocasionalmente con enclaves exóticos de olivino , material metasedimentario o fundido derivado del muro de base hasta el flujo de lava. El sulfuro masivo normalmente se asienta sobre un muro de base de basalto o roca volcánica félsica, en el que el sulfuro masivo puede intruirse localmente, formando vetas, sulfuros interpillow y sulfuros interbrechcia. Los sulfuros semimasivos son más comunes y están compuestos de 75–90% de sulfuros de Fe-Ni-Cu con inclusiones de olivino y rocas de pared.
Los sulfuros de textura neta (Canadá) o sulfuros de matriz (Australia) están compuestos de 30 a 50 % de sulfuro intersticial a olivino (típicamente serpentinizado), que se ha interpretado que se formaron por segregación gravitacional estática, segregación de flujo dinámico o infiltración capilar. Esta textura está bien conservada en muchas áreas (por ejemplo, Alexo, Ontario; Kambalda, Australia Occidental; Raglan, New Quebec), pero en áreas metamórficas de alto grado ha sido reemplazada por textura de paja de gato , compuesta de olivinos metamórficos en láminas a aciculares, que superficialmente se asemejan a olivinos con textura spinifex, dentro de una matriz de sulfuros de Fe-Ni-Cu.
Los sulfuros diseminados son el tipo de mineral más común y están compuestos de 5 a 30 % de sulfuros de Fe-Ni-Cu y su grado de concentración aumenta hasta convertirse en rocas acumuladas de olivino estériles y subeconómicas. En la mayoría de las komatitas, rara vez resulta rentable extraer zonas de menor grado, excepto cuando están cerca de la superficie.
Minerales de contacto tipo I: Los minerales a lo largo del contacto basal normalmente se localizan en ensenadas de muros inferiores, la mayoría de las cuales han sido deformadas por deformación superpuesta, pero que en áreas menos deformadas varían desde ensenadas amplias y poco profundas (por ejemplo, Alexo, Ontario) y ensenadas reentrantes poco profundas (por ejemplo, muchos cuerpos de mineral de Kambalda) hasta depresiones subcirculares (por ejemplo, algunos cuerpos de mineral de Kamblada, Raglan, Quebec).
Minerales internos de tipo II: Algunos depósitos también contienen o en su lugar contienen minerales diseminados, con vesículas o con textura en red.
El metamorfismo es casi omnipresente en las komatitas arqueanas. La localidad tipo de depósitos de Ni-Cu-PGE de tipo Kambalda ha sufrido varios eventos metamórficos que han alterado la mineralogía, las texturas y la morfología del mineral alojado en la komatita.
Varias características clave de la historia metamórfica afectan la morfología y mineralogía actuales de los entornos minerales;
El metamorfismo prógrado hacia facies de esquisto verde o facies de anfibolita tiende a revertir el olivino ígneo a olivino metamórfico, serpentinita o esquistos ultramáficos carbonatados con talco .
En el entorno mineral, el metamorfismo tiende a removilizar el sulfuro de níquel que, durante el pico de metamorfismo, tiene la resistencia a la fluencia y el comportamiento de la pasta de dientes, tal como lo conceptualizan los trabajadores en el campo. Los sulfuros masivos tienden a alejarse de decenas a cientos de metros de su posición de depósito original hacia las bisagras plegadas , los sedimentos del muro inferior, las fallas o quedan atrapados dentro de zonas de cizallamiento asimétricas .
Si bien los minerales de sulfuro no cambian su mineralogía durante el metamorfismo como lo hacen los silicatos, la resistencia al rendimiento de la pentlandita de sulfuro de níquel y la calcopirita de sulfuro de cobre es menor que la de la pirrotita y la pirita , lo que genera un potencial para segregar los sulfuros mecánicamente a lo largo de una zona de cizallamiento.
La mineralogía ultramáfica es especialmente susceptible al metamorfismo retrógrado, especialmente cuando hay agua presente. Pocas secuencias de komatiítas muestran conjuntos metamórficos incluso prístinos, con la mayoría de los olivinos metamórficos reemplazados por serpentina , antofilita , talco o clorita . El piroxeno tiende a retroceder a actinolita , cumingtonita o clorita. La cromita puede alterarse hidrotermalmente a stichtita y la pentlandita puede retroceder a millerita o heazlewoodita .
La mineralización de níquel komatiitica de estilo Kambalda fue descubierta inicialmente por la búsqueda de gossans en ~1965, que descubrió los vástagos Long, Victor, Otter-Juan y otros dentro del domo Kambalda. Los gossans de níquel Redross, Widgie Townsite, Mariners, Wannaway, Dordie North y Miitel se identificaron generalmente en el momento o alrededor de la fecha de perforación del área de Widgiemoltha a partir de 1985, y continúan hasta hoy.
En el árido Cratón de Yilgarn, predominan los gossans de mineralización de níquel, especialmente los sulfuros masivos, por formaciones de goethita, hematita, maghemita y arcillas ocres. Los minerales de níquel no sulfurados son típicamente solubles y rara vez se conservan en la superficie como carbonatos, aunque a menudo se pueden conservar como arseniatos de níquel ( níquelina ) dentro de los gossans. En las regiones subtropicales y árticas, es poco probable que los gossans se conserven o, si lo están, no contendrán minerales de carbonato.
Minerales como la gaspeíta , la hellyerita , la otwayita , la widgiemoolthalita y carbonatos de níquel hidratados relacionados son diagnósticos de gossans de níquel, pero son extremadamente raros. Más habitualmente, los compuestos de malaquita , azurita , calcocita y cobalto son más persistentes en los cristales de níquel y pueden proporcionar información diagnóstica.
La mineralización de níquel en el regolito , en la saprolita superior , se presenta típicamente como goethita, hematita, limonita y a menudo se asocia con polidimita y violarita , sulfuros de níquel que son de asociación supérgena . Dentro de la saprolita inferior, la violarita es de transición con mineral de pentlandita-pirita-pirrotita inalterado.
La exploración de minerales de níquel estilo Kambalda se centra en la identificación de elementos prospectivos de secuencias de komatiita mediante geoquímica, métodos de prospección geofísica y análisis estratigráfico.
Geoquímicamente , la relación Kambalda Ni:Cr/Cu:Zn identifica áreas de Ni y Cu enriquecidos y Cr y Zn empobrecidos. El Cr está asociado con rocas fraccionadas con bajo contenido de MgO y el Zn es un contaminante sedimentario típico. Si la relación está alrededor de la unidad o es mayor que 1, el flujo de komatiita se considera fértil. Otras tendencias geoquímicas buscadas incluyen altos contenidos de MgO para identificar el área con los mayores contenidos acumulados de olivino; identificar flujos con bajo contenido de Zn; rastrear el contenido de Al para identificar lavas contaminadas y, principalmente, identificar Ni enriquecido de manera anómala (detección directa). En muchas áreas, los depósitos económicos se identifican dentro de un halo de mineralización de menor grado, con un valor de Ni en el pozo de 1% o 2% contorneado.
Geofísicamente , los sulfuros de níquel se consideran superconductores eficaces en un contexto geológico. Se exploran mediante técnicas de exploración electromagnética que miden la corriente y los campos magnéticos generados en la mineralización enterrada y oculta. El mapeo de la respuesta magnética regional y la gravedad también es útil para definir las secuencias de komatiita, aunque es de poca utilidad para detectar directamente la mineralización en sí.
El análisis estratigráfico de un área busca identificar flujos de lava basales engrosados, morfologías de canal o áreas con una ventana libre de sedimentos conocida en el contacto basal. Asimismo, la identificación de áreas donde el flujo acumulado y canalizado domina sobre la aparente estratigrafía de flujo delgado de flanqueo, dominada por múltiples horizontes de lava delgados definidos por la recurrencia de rocas con textura spinifex de la zona A, es eficaz para dirigirse regionalmente hacia áreas con el mayor rendimiento de magma. Finalmente, a nivel regional es común que las secuencias de komatiita se perforen en áreas de alto anomalismo magnético con base en la probabilidad inferida de que una mayor respuesta magnética se correlaciona con los cúmulos acumulados más gruesos.
Un fenómeno notable dentro y alrededor de los domos que albergan la mayoría de los depósitos de mineral de níquel komatiítico en Australia es el alto grado de paralelismo de los conductos de mineral , especialmente en los domos Kambalda y Widgiemooltha .
Los canales minerales continúan, en paralelismo esencial, durante varios kilómetros en picada; además, en algunas tendencias minerales en Widgiemooltha, las tendencias minerales y los canales de flujo basal engrosados se reflejan en "canales flanqueantes" de tenor bajo y grado bajo. Estos canales flanqueantes imitan los sinuosos y serpenteantes canales minerales. La razón por la que lavas komatíticas y sulfuros de níquel extremadamente calientes y superfluidos se depositarían en sistemas paralelos solo se puede explicar mediante fallas de tipo Horst-Graben que se ven comúnmente en zonas de rift.
Uno de los principales problemas a la hora de clasificar e identificar depósitos de mineral de NiS alojados en komatiita como tipo Kambalda es la complicación estructural y la sobreimpresión del metamorfismo sobre la morfología volcánica y las texturas del depósito de mineral.
Esto es especialmente cierto en el caso de los depósitos diseminados de Ni-Cu-(PGE) de bajo grado alojados en peridotita y dunita , como Perseverance, Mount Keith MKD5, Yakabindie y Honeymoon Well , que ocupan cuerpos de peridotita de al menos 300 m y hasta 1200 m de espesor (o más).
La principal dificultad para identificar pilas de peridotita acumulada de más de 1 km como completamente volcánicas es la dificultad de imaginar un evento eruptivo komatítico que sea lo suficientemente prolongado como para persistir lo suficiente como para acumular un espesor de material compuesto únicamente de olivino. Se considera igualmente plausible que esos grandes cuerpos de dunita-peridotita representen canales o umbrales de lava a través de los cuales, tal vez, fluyeron grandes volúmenes de lava en su camino hacia la superficie.
Un ejemplo de ello es el yacimiento MKD5 de Mount Keith, cerca de Leinster, Australia Occidental, que recientemente ha sido reclasificado según un modelo intrusivo subvolcánico. Se interpretaron pilas de olivino extremadamente gruesas como si representaran una facies de canal de flujo "mega", y solo al extraer minerales de un margen de baja deformación del yacimiento en Mount Keith se descubrió un contacto intrusivo intacto.
Los cuerpos acumulados gruesos similares de afinidad komatítica que tienen contactos cizallados o fallados también podrían representar cuerpos intrusivos. Por ejemplo, los depósitos minerales de Maggie Hays y Emily Ann, en el Cinturón de Piedras Verdes del Lago Johnston, Australia Occidental, están altamente removilizados estructuralmente (hasta 600 m en rocas de pared félsica) pero están alojados en cuerpos acumulados a mesoacumulados podiformes plegados que carecen de facies típicas de flujo de spinifex y exhiben un margen ortoacumulado. Esto puede representar una forma de intrusión de sillín o lopolita , no un flujo canalizado, pero la modificación estructural de los contactos impide una conclusión definitiva.
Tipo Kambalda definitivo
Equivalentes intrusivos
Probable tipo Kambalda