Los depósitos de mineral de sulfuro masivo vulcanógeno , también conocidos como depósitos de mineral de VMS , son un tipo de depósito de mineral de sulfuro metálico , principalmente cobre - zinc , que están asociados y producidos por eventos hidrotermales volcánicos en ambientes submarinos. [2] [3] [4]
Estos depósitos a veces también se denominan depósitos de sulfuros masivos alojados en volcanes (VHMS). La densidad generalmente es de 4500 kg/m 3 . Son acumulaciones predominantemente estratiformes de minerales de sulfuro que precipitan a partir de fluidos hidrotermales sobre o debajo del fondo marino en una amplia gama de entornos geológicos antiguos y modernos. En los océanos modernos son sinónimo de penachos sulfurosos llamados fumadores negros .
Ocurren dentro de ambientes dominados por rocas volcánicas o de origen volcánico (por ejemplo, vulcano-sedimentarias), y los depósitos son coetáneos y coincidentes con la formación de dichas rocas volcánicas. Como clase, representan una fuente importante de minerales de cobre, zinc, plomo , oro y plata del mundo , con cobalto , estaño , bario , azufre , selenio , manganeso , cadmio , indio , bismuto , telurio , galio y germanio como co- o subproductos.
Hoy en día se están formando depósitos de sulfuro masivos vulcanógenos en el fondo marino alrededor de volcanes submarinos a lo largo de muchas dorsales oceánicas y dentro de cuencas de arco posterior y fisuras de antearco. Las empresas de exploración minera están explorando depósitos masivos de sulfuros en el fondo marino ; sin embargo, la mayor parte de la exploración se concentra en la búsqueda de equivalentes terrestres de estos depósitos.
La estrecha asociación con rocas volcánicas y centros eruptivos distingue a los depósitos VMS de tipos de depósitos de mineral similares que comparten procesos similares de fuente , transporte y trampa . Los depósitos de sulfuros masivos vulcanógenos se distinguen porque los depósitos de mineral se forman en estrecha asociación temporal con el vulcanismo submarino y se forman por circulación hidrotermal y exhalación de sulfuros que son independientes de los procesos sedimentarios, lo que distingue a los depósitos VMS de los depósitos sedimentarios exhalantes (SEDEX).
Existe una subclase de depósitos VMS, los depósitos de sulfuros masivos alojados en sedimentos y volcanes (VSHMS), que comparten características que son híbridas entre los depósitos VMS y SEDEX. Ejemplos notables de esta clase incluyen los depósitos del Campamento Minero de Bathurst , Nuevo Brunswick , Canadá (por ejemplo, Brunswick #12); [5] los depósitos de la Faja Pirítica Ibérica , Portugal y España , y el depósito de Wolverine, Yukón , Canadá.
La ubicación típica de los depósitos de VMS es en la parte superior de la secuencia volcánica félsica, dentro de una secuencia de epiclásticos tobáceos , pedernal , sedimentos o quizás tobas finas volcánicas que generalmente están relacionadas con las rocas volcánicas subyacentes. El muro colgante del depósito está ampliamente relacionado con una secuencia más máfica de rocas volcánicas, ya sea andesita (por ejemplo, Whim Creek y Mons Cupri, Australia Occidental o Millenbach, Canadá ), basalto (Hellyer, Tasmania ), ausente o sedimentos únicamente (Kangaroo). Cuevas, Australia Occidental).
Los depósitos de VMS están asociados espacial y temporalmente con rocas volcánicas félsicas , generalmente presentes en la estratigrafía debajo del depósito y, a menudo, como la pared inferior directa del depósito. Los sedimentos suelen ser contiguos a los depósitos de VMS de una forma u otra y normalmente están presentes como pedernales (manganíferos) y sedimentos químicos depositados en un entorno submarino.
La pared colgante del depósito puede ser unidades volcánicas esencialmente contiguas y contemporáneas con las rocas de la pared inferior, lo que indica que la mineralización se desarrolló en una pausa intereruptiva; puede ser roca volcánica diferente a las rocas volcánicas de la pared inferior en los subtipos volcánicos bimodales, o podrían ser estratos sedimentarios si la mineralización ocurrió hacia el final de un ciclo eruptivo.
Los depósitos híbridos VMS-SEDEX de asociaciones siliciclásticas (ver más abajo) pueden desarrollarse dentro de sedimentos de interflujo o dentro de unidades de rocas sedimentarias que están presentes de manera discontinua en un paquete volcánico más grande y esencialmente contiguo.
En conjunto, se ha interpretado que estas características geológicas muestran una asociación de depósitos VMS con sistemas hidrotermales desarrollados sobre o alrededor de centros volcánicos submarinos.
Los depósitos de VMS tienen una amplia variedad de morfologías, siendo los depósitos en forma de montículo y de cuenco los más típicos. Las formaciones en forma de cuenco se formaron debido a la ventilación de soluciones hidrotermales en depresiones submarinas; en muchos casos, este tipo de depósito puede confundirse con depósitos sedimentarios exhalativos . Los depósitos en forma de montículos se formaron de manera similar a los depósitos masivos de sulfuro modernos: mediante la producción de un montículo hidrotermal formado por sucesivas chimeneas negras. Los depósitos que se han formado en ambientes dominados por rocas sedimentarias o rocas volcánicas altamente permeables pueden mostrar una morfología tabular que imita la geometría de las rocas circundantes.
Los depósitos de VMS tienen una forma ideal de un área cónica de roca sedimentaria volcánica o vulcanógena altamente alterada dentro de la zona de alimentación, [ definición necesaria ] que se llama zona de sulfuro de cadena o zona de stockwork , cubierta por un montículo de exhalitas masivas y flanqueada por exhalaciones estratiformes. sulfuros conocidos como delantal .
La zona de stockwork típicamente consiste en sulfuros alojados en vetas (principalmente calcopirita , pirita y pirrotita ) con cuarzo , clorita y carbonatos menores y barita .
La zona del montículo consta de pirita laminada masiva a brechada , esfalerita (+/- galena ), hematita y barita. El montículo puede tener hasta varias decenas de metros de espesor y varios cientos de metros de diámetro.
La zona de la plataforma está generalmente más oxidada , con sedimentos sulfídicos estratiformes y laminados, similares a los minerales SEDEX , y generalmente está enriquecida con manganeso , bario y hematita, con pedernales , jaspes y sedimentos químicos comunes.
La mayoría de los depósitos de VMS muestran zonación metálica, causada por los entornos físicos y químicos cambiantes del fluido hidrotermal en circulación. Idealmente, esto forma un núcleo de pirita y calcopirita masiva alrededor de la garganta del sistema de ventilación, con un halo de calcopirita- esfalerita -pirita que se clasifica en una facies distal de esfalerita- galena y galena- manganeso y finalmente una facies de pedernal -manganeso- hematita . La mayoría de los depósitos de VMS muestran una zonación vertical de oro , con las porciones superiores más frías generalmente más enriquecidas en oro y plata.
La mineralogía de VMS se compone de más del 90% de sulfuro de hierro, principalmente en forma de pirita , siendo también los componentes principales la calcopirita , la esfalerita y la galena . La magnetita está presente en cantidades menores; A medida que aumenta el contenido de magnetita, los minerales se convierten en depósitos masivos de óxido. La ganga (el material de desecho antieconómico) está compuesta principalmente de cuarzo y pirita o pirrotita . Debido a la alta densidad de los depósitos, algunos presentan marcadas anomalías gravitacionales ( Neves-Corvo , Portugal ), lo que resulta útil en la exploración.
Los halos de alteración desarrollados por los depósitos de VMS suelen tener forma cónica, se producen principalmente estratigráficamente debajo de la ubicación original del flujo de fluido (no necesariamente el mineral en sí) y normalmente están divididos en zonas.
La alteración más intensa (que contiene la zona de sulfuros de cadena) generalmente se ubica directamente debajo de la mayor concentración de sulfuros masivos, dentro de la secuencia volcánica de la pared inferior. Si la zona del larguero se desplaza de los sulfuros, a menudo es producto de una deformación tectónica o de la formación de un grupo distal de sulfuros híbrido similar a SEDEX.
Los conjuntos de alteración de la zona de alteración del muro inferior son, desde el núcleo hacia afuera;
En todos los casos estas zonas de alteración son efectos de metasomatismo en el sentido más estricto, resultando en adición de potasio, sílice, magnesio y agotamiento de sodio. Los minerales de clorita suelen tener una composición más magnesiana dentro de la zona de alteración de la pared inferior de un depósito VMS que las rocas equivalentes dentro de la misma formación distalmente. La pared colgante de un depósito de VMS a menudo tiene un bajo nivel de sodio.
La alteración no asociada con el proceso de formación del mineral también puede estar omnipresente tanto por encima como por debajo del depósito masivo de sulfuro. Las texturas de alteración típicas asociadas con la desvitrificación de rocas volcánicas submarinas como los vidrios riolíticos , en particular la formación de esferulitas , de perlita , litofisas y facies de prehnita-pumpelita de baja temperatura, la alteración del fondo marino es ubicua, aunque a menudo está sobreimpresa por eventos metamórficos posteriores.
Los cambios metamórficos mineralógicos, texturales y estructurales dentro de la secuencia volcánica huésped también pueden servir para disfrazar los conjuntos minerales metasomáticos originales.
Los depósitos de esta clase han sido clasificados por numerosos investigadores de diferentes maneras (p. ej., fuentes metálicas, ejemplos de tipos, entorno geodinámico; véase Franklin et al. (1981) y Lydon (1984)). Los conjuntos magmáticos de los depósitos de VMS están asociados con entornos tectónicos y entornos geológicos variables durante la formación de los VMS. Las siguientes cinco subclases tienen conjuntos petroquímicos específicos que se asemejan a un entorno geodinámico específico, durante el evento de formación: [7]
Depósitos de VMS asociados con ambientes geológicos dominados por rocas máficas, comúnmente secuencias de ofiolitas . Las ofiolitas de Chipre y Omán albergan ejemplos y los depósitos alojados en ofiolitas se encuentran en los Apalaches de Terranova y representan distritos clásicos de esta subclase.
Depósitos de VMS asociados con ambientes dominados por rocas volcánicas máficas, pero con hasta un 25% de rocas volcánicas félsicas, estas últimas a menudo albergan los depósitos. Los campamentos de Noranda, Flin Flon-Snow Lake y Kidd Creek serían distritos clásicos de este grupo.
Depósitos de VMS asociados con proporciones subiguales de rocas volcánicas máficas y siliciclásticas; las rocas félsicas pueden ser un componente menor; y las rocas intrusivas máficas (y ultramáficas) son comunes. En terrenos metamórficos pueden conocerse como depósitos VMS asociados pelítico-máficos. Los depósitos de Besshi en Japón y Windy Craggy, BC representan distritos clásicos de este grupo.
Los depósitos de VMS asociados con rocas sedimentarias siliciclásticas dominaron entornos con abundantes rocas félsicas y menos del 10% de material máfico. Estos entornos suelen ser siliciclásticos-félsicos o bimodales ricos en esquisto. El Campamento Minero de Bathurst en Nuevo Brunswick , Canadá ; [5] Faja Pirítica Ibérica , España y Portugal ; y las áreas del lago Finlayson, Yukon , Canadá, son distritos clásicos de este grupo. [ cita necesaria ]
Depósitos de VMS asociados con secuencias bimodales donde las rocas félsicas son más abundantes que las rocas máficas con solo rocas sedimentarias menores. Los depósitos de Kuroko, Japón; depósitos de Buchans, Canadá; y los depósitos de Skellefte, Suecia, son distritos clásicos de este grupo.
En el pasado geológico, la mayoría de los depósitos de VMS se formaron en ambientes de rift asociados con rocas volcánicas. En particular, se formaron a lo largo del tiempo geológico asociados con los centros de expansión de las dorsales en medio del océano, los centros de expansión del arco posterior y los centros de expansión del antearco. Un tema común a todos los entornos de depósitos VMS a lo largo del tiempo es la asociación con la expansión (es decir, un régimen geodinámico extensional). Los depósitos están típicamente asociados con secuencias bimodales (secuencias con porcentajes subiguales de rocas máficas y félsicas, por ejemplo, Noranda o Kuroko), ambientes félsicos y ricos en sedimentos (por ejemplo, Bathurst), ambientes máficos y ricos en sedimentos (por ejemplo, Besshi o Windy entornos escarpados) o dominados por máficos (por ejemplo, Chipre y otros depósitos alojados en ofiolitas ).
La mayoría de los depósitos mundiales son pequeños, con alrededor del 80% de los depósitos conocidos en el rango de 0,1 a 10 Mt. Ejemplos de depósitos VMS son Kidd Creek , Ontario , Canadá; Flin Flon en el cinturón de piedra verde de Flin Flon , Manitoba , Canadá (777 y Trout Lake Mine); Brunswick #12, Nuevo Brunswick , Canadá; Río Tinto , España ; Mina Greens Creek, Alaska , Estados Unidos.
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