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Los depósitos exhalativos sedimentarios ( SEDEX o depósitos SedEx ) son depósitos de zinc y plomo que originalmente se interpretó que se formaron por la descarga de fluidos de cuenca que contenían metales en el fondo marino, lo que resultó en la precipitación de mineral principalmente estratiforme , a menudo con delgadas laminaciones de minerales de sulfuro. [1] [2] [3] Los depósitos SEDEX están alojados en gran medida por rocas clásticas depositadas en rifts intracontinentales o cuencas de rift fallidas y márgenes continentales pasivos. Dado que estos depósitos de mineral con frecuencia forman lentes de sulfuro masivo , también se denominan depósitos de sulfuro masivo alojados en sedimentos (SHMS) , [1] [4] a diferencia de los depósitos de sulfuro masivo alojados en volcánicos (VHMS) . La apariencia sedimentaria de las delgadas laminaciones condujo a interpretaciones tempranas de que los depósitos se formaron exclusiva o principalmente por procesos exhalativos en el fondo marino, de ahí el término SEDEX. Sin embargo, estudios recientes de numerosos depósitos indican que el reemplazo del subsuelo superficial también es un proceso importante, en varios depósitos el predominante, con exhalaciones locales, si las hay, hacia el fondo marino. [5] [6] [7] Por esta razón, algunos autores prefieren el término depósitos de zinc y plomo dominados por clásticos . [8] Por lo tanto, tal como se usa hoy en día, el término SEDEX no debe interpretarse en el sentido de que los fluidos hidrotermales realmente se ventilaron hacia la columna de agua suprayacente, aunque esto puede haber ocurrido en algunos casos. [7] [9]
Los principales minerales en los depósitos de SEDEX son esfalrita y galena de grano fino ; la calcopirita es significativa en algunos depósitos; las sulfosales que contienen plata son componentes menores frecuentes; la pirita siempre está presente y puede ser un componente menor o el sulfuro dominante, como es el caso en los cuerpos de sulfuro masivos; el contenido de barita es común o ausente, localmente económico. [7] [9]
Los depósitos SEDEX se caracterizan, entre otros, por Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg y Sullivan . Los depósitos SEDEX son la fuente más importante de plomo y zinc, y un importante contribuyente de plata y cobre . [3] [9]
La fuente de metales y soluciones mineralizantes para los depósitos SEDEX son las aguas salinas y salmueras de formación profunda que lixivian metales de las rocas sedimentarias clásticas y del basamento subyacente. Los fluidos derivan su salinidad de la evaporación del agua de mar y pueden haberse mezclado con agua meteórica y agua de poro extraída de los sedimentos. [8] [7] Los metales como el plomo, el cobre y el zinc se encuentran en cantidades traza en las rocas clásticas y magmáticas.
Las aguas salinas pueden alcanzar temperaturas superiores a los 200° C en las partes más profundas de la cuenca. Se estima que las composiciones de fluidos hidrotermales tienen una salinidad de hasta 23% NaCl eq. [8] Las aguas calientes, moderadamente ácidas y salinas pueden contener cantidades significativas de plomo, zinc, plata y otros metales. [8] [7]
Los fluidos mineralizantes son conducidos hacia arriba a lo largo de los alimentadores permeables, en particular las fallas que limitan las cuencas. Los alimentadores que albergan el flujo hidrotermal pueden mostrar evidencia de este flujo debido al desarrollo de brechas hidrotermales , vetas de cuarzo y carbonato y alteración generalizada de ankerita - siderita - clorita - sericita . Los alimentadores en sí no necesitan estar mineralizados [8] [7]
Cerca del fondo marino, debajo o sobre él, los fluidos ascendentes portadores de metales se acaban enfriando y pueden mezclarse con agua de mar fría, ligeramente alcalina y menos salina, lo que desencadena la precipitación de sulfuros metálicos. Si la mezcla se produce bajo el fondo marino, se produce una sustitución extensa. Si la descarga se produce sobre el fondo marino, pueden formarse depósitos estratiformes de precipitados químicos. En un modelo exhalativo ideal, las salmueras densas y calientes fluyen hacia zonas deprimidas de la topografía del océano donde se mezclan con agua de mar más fría y menos densa, lo que hace que el metal y el azufre disueltos en la salmuera se precipiten de la solución como un mineral de sulfuro metálico sólido , depositado como capas de sedimento de sulfuro. [1]
La fuente última de azufre reducido es el sulfato de agua de mar. La reducción de sulfato (a través de la reducción termoquímica de sulfato , la reducción bacteriana de sulfato o ambas) para formar sulfuros puede ocurrir en el sitio de mineralización o, alternativamente, los fluidos metalíferos pero pobres en azufre pueden mezclarse con fluidos enriquecidos en sulfuro de hidrógeno cerca del sitio de mineralización y así desencadenar la precipitación de sulfuro. [7]
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Al mezclar los fluidos minerales con el agua de mar, dispersados a través del fondo marino, los componentes del mineral y los minerales de ganga se precipitan en el fondo marino para formar un cuerpo mineralizado y un halo de mineralización que son congruentes con la estratigrafía subyacente y generalmente son de grano fino, finamente laminados y pueden reconocerse como depositados químicamente a partir de la solución.
También los procesos de reemplazo a lo largo de lechos permeables pueden producir morfologías estratiformes. Un ejemplo son los estratos arcósicos adyacentes a fallas que alimentan salmueras pesadas al sedimento poroso y permeable, llenando la matriz con sulfuros. La mineralización también se desarrolla en fallas y conductos alimentadores que alimentan el sistema mineralizador. Por ejemplo, el yacimiento de Sullivan en el sureste de Columbia Británica se desarrolló dentro de un diatrema interformacional , causado por la sobrepresión de una unidad sedimentaria inferior y la erupción de los fluidos a través de otra unidad en ruta hacia el fondo marino. [ cita requerida ]
Dentro de secuencias perturbadas y tectonizadas, la mineralización de SEDEX se comporta de manera similar a otros depósitos de sulfuros masivos, siendo una capa de baja resistencia al corte y baja competencia dentro de rocas sedimentarias de silicato más rígidas. [1] Como tal, las estructuras de boudinage , los diques de sulfuros, los sulfuros de vetas y las porciones o periferias removilizadas y enriquecidas hidrotermalmente de los depósitos de SEDEX se conocen individualmente entre los diversos ejemplos en todo el mundo. [ cita requerida ]
Tras el descubrimiento de los respiraderos hidrotermales , se han encontrado depósitos similares a los de los respiraderos oceánicos y formas de vida fosilizadas en algunos depósitos de SEDEX. [10]
Los depósitos SEDEX pertenecen a la gran clase de depósitos minerales hidrotermales no magmáticos formados por salmueras de cuenca. [11]
Esta clase también incluye:
Como se ha comentado anteriormente, uno de los principales problemas a la hora de clasificar los yacimientos SEDEX ha sido identificar si el mineral fue exhalado definitivamente al océano y si la fuente fueron salmueras formativas de cuencas sedimentarias. En muchos casos, la sobreimpresión del metamorfismo y el fallamiento, generalmente fallas inversas , deforma y altera los sedimentos y oculta las estructuras originales.
La mina Sullivan , en Columbia Británica, estuvo en explotación durante 105 años y produjo 16.000.000 de toneladas de plomo y zinc, así como 9.000 toneladas de plata. Fue la explotación minera continua más longeva de Canadá y produjo metales por un valor de más de 20.000 millones de dólares en términos de precios de metales de 2005. La ley superaba el 5% de plomo y el 6% de zinc.
La génesis del yacimiento de mineral de Sullivan se resume mediante el siguiente proceso:
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