SULFUROS MASIVOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA

GEOLOGÍA DE YACIMIENTOS MINERALES II

DEPÓSITOS DE SULFUROS MASIVOS SEDIMENTARIOS Y VULCANOGÉNICOS (VHMS – VMS)

ALUMNO

: GÁLVEZ RUBIO, EDUARDO JOEL AMRAM

DOCENTE : ING. JOSÉ SIVERONI MORALES CAJAMARCA – 2013

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RESUMEN Los yacimientos de sulfuros masivos están relacionados en su mayor parte con las etapas finales exhalativas de ciertos procesos volcánicos submarinos. En función de su ambiente de deposición 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. Una serie de 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 tipos definidos por Colley.

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INTRODUCCIÓN 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. Los yacimientos de sulfuros masivos están relacionados en su mayor parte con las etapas finales exhalativas de ciertos procesos volcánicos submarinos. Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos (conocidos como depósitos VMS; de "volcanogenic massive sulfide") corresponden a cuerpos estratiformes o lenticulares de sulfuros presentes en unidades volcánicas o en interfases volcánico-sedimentarias depositadas originalmente en fondos oceánicos. A menudo, los depósitos consisten en un 90% en pirita masiva aunque la pirrotina está presente en algunos de ellos, pero contienen cantidades variables de Cu, Pb, Zn, Ba, Au y Ag; siendo típicamente depósitos polimetálicos.

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ÍNDICE I.

RESUMEN

02

II.

INTRODUCCIÓN

03

III.

ÍNDICE

04

IV.

CAPÍTULO I 1. Depósitos De Sulfuros Masivos

V.

CAPÍTULO II

1. Sulfuros Masivos Asociados A Rocas Volcánicas

17

2. Emplazamiento Geológico y Distribución

18

3. Modelo Idealizado

20

4. Mineralizaciones de Sulfuros Masivos Contemporáneos

21

4.1.Acumulación de Sulfuros Modernos en Chimeneas y Pilas

VI.

07

21

5. Yacimientos de S. M. Tipo Chipre

24

6. Yacimientos de S. M. Tipo Kuroko

27

7. Depósitos Tipo Bresshi

29

7.1.Características Geológicas

29

7.2.Depósitos en Colombia Asociados a Volcanismo

32

CAPÍTULO III

1. Recursos Minerales en Cuencas Oceánicos para S.M.

34

1.1.Yacimientos Hidrotermales en Dorsales

34

1.2.Ambientes Geotectónicos de Depósitos de S.M.

44

1.3.Sulfuros Masivos Océano índico

53

1.4.Sulfuros Polimetálicos en Dorsales Back Arc

57

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4

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VII.

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CAPÍTULO IV 1. Ambiente Exhalativo – Depósitos del Tipo VMS

60

2. Mineralización Exhalativa Submarina

61

3. Depósitos VMS Tipo Kuroko

62

VIII. CAPÍTULO V

1. Asociación Geológica de Canadá

68

2. Resumen

68

3. Definición

69

4. Distribución Geográfica

71

5. Grado y Tonelaje

71

6. Atributos Geológicos

73

6.1.Ambiente Tectónico

73

6.2.Escala de los Ambientes

75

6.3.Depósitos en los Ambientes de Escala

78

6.4.Modelos de Exploración

82

6.5.Criterios de Exploración Clave

84

7. Intervalo de Conocimiento

86

IX.

TABLAS

89

X.

FIGURAS

94

XI.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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119

5

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ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS I.

TABLA 1

89

II.

TABLA 2

90

III.

TABLA 3

91

IV.

FIGURA 01

94

V.

FIGURA 02

95

VI.

FIGURA 03

96

VII.

FIGURA 04

97

VIII. FIGURA 05

98

IX.

FIGURA 06

99

X.

FIGURA 07

100

XI.

FIGURA 08

101

XII.

FIGURA 09

102

XIII. FIGURA 10

103

XIV. FIGURA 11

104

XV.

FIGURA 12

105

XVI. FIGURA 13

107

XVII. FIGURA 14

108

XVIII. FIGURA 15

109

XIX. FIGURA 16

110

XX.

FIGURA 17

112

XXI. FIGURA 18

114

XXII. FIGURA 19

116

XXIII. FIGURA 20

117

XXIV. FIGURA 21

118

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CAPÍTULO I Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos (conocidos como depósitos VMS; de "volcanogenic massive sulfide") corresponden a cuerpos estratiformes o lenticulares de sulfuros presentes en unidades volcánicas o en interfases volcánico-sedimentarias depositadas originalmente en fondos oceánicos. A menudo, los depósitos consisten en un 90% en pirita masiva aunque la pirrotina está presente en algunos de ellos, pero contienen cantidades variables de Cu, Pb, Zn, Ba, Au y Ag; siendo típicamente depósitos polimetálicos. Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos usualmente se presentan en grupos y en áreas específicas o distritos están restringidos a un nivel o a cierto número limitado de niveles estratigráficos. Estos horizontes pueden representar cambios en la composición de las rocas volcánicas, un cambio desde volcanismo a sedimentación o simplemente a pausas en actividad volcánica submarina. Existe una asociación con rocas volcanoclásticas y muchos cuerpos de mena sobreyacen productos explosivos de domos riolíticos. Debajo de los depósitos de sulfuros normalmente existe un stockwork de venillas de sulfuros en rocas intensamente alteradas, el cual parece haber sido el alimentador de los fluidos hidrotermales que penetraron para formar el cuerpo de sulfuro masivo sobreyacente. El stockwork mismo en ocasiones puede tener leyes económicas.

Fig. 1. Esquema mostrando el sistema de circulación de aguas marinas que dan origen a

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depósitos de sulfuros masivos en los fondos oceánicos. Fig. 2.

Esquema de un depósito de sulfuro masivo típico con zonación de calcopirita -

pirita ± pirrotina en la parte inferior, seguida de pirita ± esfalerita ± galena y esfalerita ± galena ± pirita ± baritina en la parte superior. Subyace al cuerpo de sulfuros una zona de rocas alteradas (cuarzo, sericita, siderita, cloritoide) con stockwork de sulfuros. El orígen de estos depósitos es volcánico exhalativo, es decir se han formado por emanaciones de fluidos hidrotermales asociadas a volcanismo submarino (Fig. 1) y se trata de depósitos singenéticos formados al mismo tiempo que la actividad volcánica submarina a la que se asocian.

El conocimiento de la génesis de estos depósitos metalíferos se ha

incrementado significativamente desde el descubrimiento en 1970 de las fuentes termales submarinas en las dorsales oceánicas conocidas en inglés como "black smokers" debido al color oscuro que adquieren las emanaciones en el agua marina debido a la precipitación microscópica de sulfuros producida por el contacto entre el fluido hidrotermal a temperaturas de 250º a 380ºC y el agua fría del mar. Estas fuentes termales se asocian a

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sistemas hidrotermales oceánicos que involucran la circulación de aguas marinas dentro de las secuencias volcánicas de los fondos oceánicos y su emisión como fluidos hidrotermales en fallas o fracturas sobre todo a lo largo de escarpes relacionados a la tectónica extensional en las dorsales hemi-oceánicas donde se genera corteza oceánica. El depósito se forma por la acumulación de los sulfuros en el fondo marino, mismos que normalmente constituyen >60% del depósito, esto ocurre por: 1. Precipitación en el fondo marino 2. Reemplazo metasomático desde abajo por los fluidos hidrotermales ascendentes 3. Formación y colapso de chimeneas por las que se emiten los fluidos

Fig. 3 Acumulación de sulfuros en el fondo oceánico por exhalaciones hidrotermales involucrando precipitación, formación y colapso de chimeneas y reemplazo desde abajo.

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La mayoría de los depósitos de sulfuros masivos del mundo son relativamente pequeños y e La mayoría de los depósitos de sulfuros masivos del mundo son relativamente pequeños y el 80% de los depósitos conocidos está en el rango de 0,1 a 10 Mt (millones de toneladas métricas).

De estos la mitad contiene 100 Mt) Windy Craggy

British Columbia

297.4 1.38

Neves Corvo

Portugal

270

1.6

1.4

0.3

30

Aljustrel

Portugal

250

0.8

3

1

38 0.8 Carboniferous

Tinto Spain

250

1

2

1

30 0.22 Carboniferous

Spain

164

0.7

1.5

0.5

24 1

5 Quebec

150

0.1

0.7

Rio (massive) La Zarza Horne Zone)

(No.

Kidd Creek

Ontario

149.3 2.89

4

6.36

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0.2 Triassic Carboniferous

Carboniferous

0.3 Archean 0.26

92 0.05 Archean

93

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Brunswick No. 12 New Brunswick

137.3 0.33

9.56

3.56

100 0.2 Ordovician

Tharsis

Spain

110

2.7

0.6

22 0.7 Carboniferous

Mt. Lyell

Tasmania

106.8 1.19

0.04

0.01

7

0.5

0.41 Cambrian

Very Large Deposits (50-100 Mt) Ruttan

Manitoba

82.8 1.37

1.63

0.08

13 0.5 Paleoproterozoic

Aznacollar

Spain

74

0.49

2.14

1.04

44 0.5 Carboniferous

Los Frailes

Spain

70

0.34

3.92

2.25

63

Masa Valerde

Spain

70

0.5

1.3

0.6

38 0.8 Carboniferous

Caribou

New Brunswick

70

0.5

4.3

1.6

Flin Flon

Manitoba

62.5 2.17

4.13

Crandon

Wisconsin

61

5.6

0.5

37 1

Paleoproterozoic

Geco

Ontario

58.4 1.86

3.45

0.15

50

Archean

Sotiel

Spain

59

0.6

4.9

1.9

LaRonde

Quebec

55

0.33

2.11

MatsumineShakanai

Japan

54.2 2.19

2.63

Horne Mine

Quebec

54

2.2

1.1

Carboniferous Ordovician

42 2.64 Paleoproterozoic

Carboniferous 50 4.66 Archean

0.76

64 0.62 Miocene 13 6.1 Archean

Large Deposits (25-50 Mt) Mt. Morgan

Queensland

50

0.7

0.1

0.05

Lousal

Portugal

50

0.7

1.4

0.8

Britannia

British Columbia

48.8 1.9

0.65

Migollas

Spain

47.6 0.83

2.23

Preiska

South Africa

47.2 0.98

1.98

20 0

44

1.05

1.98

39 0.6 Archean

4.13

41 2.6 Archean

Selbaie orebodies)

(all Quebec

6

4.7 Devonian Carboniferous

7

0.69 Jurassic

1.3

Carboniferous Proterozoic

Norita

Quebec

37.6 2.17

Avoca

Ireland

37

Aguas Tenidas

Spain

35

Bawdwin

Burma

34.1 0.48

13

9.09

232 0.06 Ordovician

32.9 4

5.5

0.8

51 0.02 Devonian

31.1 0.75

2.43

0.06

17 0.2 Proterozoic

Arctic Range) Pyhasalmi

(Brooks Alaska Finland

0.7

Ordovician Carboniferous

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United Verde

USA

30

4.8

0.2

50 1.37 Proterozoic

Madenkoy

Turkey

30

3.9

4.3

Cretaceous

Besshi

Japan

29.9 2.6

0.3

Outokumpu

Finland

28

1

Hitachi

Japan

27.2 1.4

0.6

Buttle Lake

British Columbia

26.3 1.9

5.93

Murgul

Turkey

26.2 2.03

Scuddles

W. Australia

26.1 1.2

6.9

Cayeli

Turkey

26

7.3

Mattagami Lake

Quebec

25.6 0.42

5.1

Granduc

British Columbia

25.1 1.79

0.1

0.02

11 0.17 Jurassic

Lokken

Norway

25

1.9

0.1

19 0.29 Ordovician

3.8

4.7

2.1

21 0.7 Jurassic 0.01 0.55

9

0.08 Proterozoic

5

0.5 Cretaceous

55 2.15 Devonian 0

0.5

Jurassic

59 0.9 Archean Cretaceous 22 0.3 Archean

1

Includes production and estimated reserves where applicable. From Hannington et al., 1999.

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CAPÍTULO IX FIGURAS

Figura 1: Esquema del moderno depósito de sulfuro de TAG en la Cordillera del Atlántico representa una sección clásica de un depósito de VMS, con una concordancia semi-masivo de sulfuros masivos lente sustentada por un sistema de vetas de stockwork discordantes y halo alteración asociada o "pipe". De Hannington et al (1996).

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Figura 2: Clasificación de metales comunes de todo el mundo y canadienses depósitos VMS como se define en primer lugar por Franklin et al. (1981) y modificado por Grande (1992) para incluir la clase de Zn-Pb-Cu. La preponderancia de Cu-Zn y Zn-Cu depósitos VMS en Canadá se debe a la abundancia de Precámbricas primitivos configuración de arco oceánicas.

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Figura 3: Clasificación de los depósitos VMS en función de sus proporciones relativas de Cu + Zn + Pb frente a los metales preciosos (Au, Ag). Algunos de los yacimientos auríferos más conocidos de Canadá (subrayado) se comparan con los ejemplos internacionales. A pesar de haber producido 170 t de Au, el depósito Flon Flin no se considera un yacimiento VMS aurífera dentro de esta clasificación. Modificado de Hannington et al. (1999c).

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Figura 4: Representación gráfica de la clasificación litológica de los depósitos VMS por Barrie y Hannington (1999), con el tipo de "alta sulfuración" un subtipo añadido al grupo bimodal-félsicas. El tamaño promedio y la mediana de cada tipo para todos los depósitos canadienses, junto con ley promedio.

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Figura 5: Distribución de antiguos y modernos depósitos VMS, con los principales distritos destacadas con respecto a las reservas conocidas geológicas agregados. Desde GSC World Project Minerals.

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Figura 6: Distribución de los depósitos VMS en Canadá por provincia geológica. Los n° corresponden a los dep. que figuran en la base de datos VMS nacional (Apéndice 1).

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Figura 7: Histograma del tonelaje total de metales base de depósitos VMS conocidos por provincia, y el número de depósitos en el tonelaje total se calculó a partir. Metales totales representan reservas geológicas.

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Figura 8: Distribución de tamaño de todo el mundo para los depósitos VMS, con depósitos de más de 50 Mt considerada "gigante", y los más de 150 Mt considera "supergigante". Atlantis profundo es considerado el más grande ejemplo moderno de un depósito de sulfuros masivos del lecho marino, con Neves Corvo y ventoso ejemplos antiguos escarpadas de depósitos supergigantes. Modificado de Hannington et al (1995).

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Figura 9: Las estadísticas de depósitos VMS agrupados por clase litológica (Barrie y Hannington, 99): a) Depósitos en todo el mundo, b) los depósitos canadienses agrupados por clase litológica.

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Figura 10: Distribución de los depósitos VMS canadienses con respecto a: a) grado de metal común global y no de toneladas y b. contenida Au frente toneladas largas, la mayoría de Au yacimientos auríferos contienen> 4 g / t Au (rombos verdes). Aquellos con más de 1.000 toneladas de Au (diamantes amarillos) incluyen tanto VMS yacimientos auríferos y aquellos con grados Au moderados pero grandes tonelajes. Gigantes y supergigante VMS depósitos se identifican por su nombre.

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Figura 11: Hay tres ambientes tectónicos principales en las que VMS forman depósitos,

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cada una representando una etapa en la formación de la corteza de la tierra. TOP: evolución de la Tierra temprana estuvo dominado por la actividad pluma del manto durante el cual numerosos eventos grieta incipiente formaron cuencas caracterizadas por corteza oceánica a principios de la forma de basaltos primitivos y / o komatiítas, seguido por siliciclástica relleno y asociado Fe-formación y máficas-ultramáficas soleras. En los fanerozoicas el mismo tipo de fisuras incipientes formados durante transpresional, después de acreción rifting arco (Windy Craggy). MEDIO: La formación de verdaderos cuencas oceánicas se asoció con el desarrollo de centros de expansión del océano a lo largo de la cual se formaron los depósitos VMS mafic dominadas. El desarrollo de las zonas de subducción como resultado la formación de arco oceánico con dominios extensionales asociadas en las que bimodal-máficas, depósitos VMS bimodalfélsicas y máficas dominado formaron. CONCLUSIÓN: La formación de arco maduro y frentes de subducción océano-continente como resultado de arco sucesor y ensamblajes arco volcánico continental que acogerá la mayor parte de los depósitos siliciclásticas felsic dominadas y bimodal.

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Figura 12: Comparación misma escala de los distritos VMS seleccionados. Un círculo de diámetro de 5 km alrededor de cada depósito se muestra el área de influencia de la hipotética alteración proximal escala sobre cada depósito, todo rodeado por una línea de puntos que define la medida propuesta de un sistema de alteración de escala regional para cada campo en base a la presencia de felsic conocido formaciones volcánicas. En efecto, el ejemplo Noranda se corresponde estrechamente con la alteración observada. Modificado de Sangster (1980).

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Figura 13: SLB ambientes se caracterizan por extensión tectónica en varias escalas.

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Resultados de extensión en adelgazamiento cortical, la despresurización del manto y la generación de basalto se funde. Dependiendo de la densidad y el espesor de la corteza, estas máfica masas fundidas de mayo de estanque en la base de la corteza, lo que resulta en la fusión parcial y la generación de granitoide masas fundidas. Estos anhidro, alta temperatura se derrite puede subir rápidamente a un entorno de sub-fondo marino (