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SULFUROS MASIVOS

VOLCANOGÉNICOSSMV

(VHMS - VMS)

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http://www.mines.utah.edu/pyrite/spain2001/nevescorvoweb/images/P516002 Neves Corvo

”Terminología de SMV”:

•El término sulfuros masivos no implica que todo eldepósito esta formado por sulfuros

•SMV son estratiformes (strata-bound)

•”Sulfuros Masivos" = al menos 60% sulfuros(Sangster and Scott, 1976).

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Productos(Commodities)

• Zn, Pb, Cu

• Au, Ag Subproductos

"by-products"• Tenores

• Cu 1.4%-1.6%

• Z n+ P b> 10%• 10 to 500 Mt

• A menudo en " clusters"

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Importancia1. Diversidad de metales

(Cu, Pb, Zn, Ag, Au, Fe, Cd, Sb,

Co, Bi, Sn, Hg)

2. Fácil explotación por la poca

ganga, Cielo abierto3. Fácil recuperación de varios

metales

4. Existencia de enriquecimientos

supergénicos de gran valor en Au5. Existencia de grupos de varias

masas (Clusters) facilita la

exploración y reduce gastos de

explotación

• Entre 1977 y 1978 en el totalde la producción metálica en

Canadá

•

30% Cu• 63% Zn

• 27% Pb

• 58% Ag

• 8% Au

• Se obtuvieron de VHMS

• (Lydon, 1984)

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•   Están relacionados en su mayor parte con las etapas finales exhalativas  deciertos procesos volcánicos submarinos.

•

  En función de su ambiente de depositación 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.Los metales Fe, Mn y en menor proporción metales base, nobles y de transiciónvan a ser extraídos de las series estratiformes marinas, volcano-sedimentarias y

van a ser transportados como complejos metálicos.

•   Factores tales como permeabilidad, densidad y temperatura del fluido queasciende y se mezcla con el agua del mar, profundidad de la columna de agua yla topografía del terreno entre otros van a ser los que determinen la situación

final de las masas de sulfuros en los cinco.

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Hialoclastitas y peperitas

• Peperitas.   Rocas piroclásticas congránulos de color marrón de vidrio

 basáltico con aspecto de granos de pimienta. Generalmente

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Sangster y Scott (1976) según el ambiente:

Volcánico, Sedimentario y Volcanosedimentario

Hutchinson (1973) según la composición dominante:

Depósitos de Cu-Zn,Depósitos de Pb-Zn-Cu-Ag y

Depósitos de pirita-Cu.

Sawkins (1976), según características del depósito y su ambiente tectónico:

Tipo Chipre, centros de expansión oceánica y post arco.

Tipo Kuroko, ambientes relacionados a subducción (arcos deislas)

Tipo Besshi, centros de expansión pero en rocas de cajasedimentarias

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Los yacimientos de sulfuros masivos aparecen relacionadosgenéticamente con el magmatismo de distintos ambientes

geotectónicos marinos   como dorsales medioceánicas,dorsales trasarco, arcos islas, islas oceánicas y montañassubmarinas

En el océano encontramos depósitos de sulfuros que se están

formando actualmente en estos ambientes geotectónicos,otros antiguos que aparecen en rocas de la litosfera oceánicacon edades comprendidas entre el   Jurásico (unos 200millones de años) y la actualidad); y en zonas continentales

en materiales más antiguos que el Jurásico (por ej.   Losyacimientos de sulfuros masivos de la Faja Pirítica de Huelvade edad paleozoica). La explotación de este tipo deyacimientos es fuente de metales base y nobles como elhierro, cobre, zinc, plomo, cobalto, níquel, oro y plata, yelementos químicos como el bario y el azufre, entre otros.

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Ambiente Geotectónico 

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Sistemas hidrothermales y depósitos de

sulfuros masivos polimetalicos en el fondooceánico moderno

Profundidad del mar: 3700 – 1500 m

25 sitios diferentes con grandes acumulaciones desulfuros polimetálicos

Tamaño del depósito: 1 – 5 millones de ton deSulfuros Masivos. (hasta 100 millones detoneladas, Mar Rojo)

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Epoca Metalogénica

En el tiempo no se encuentra una distribución preferencial para

estos depósitos.

Desde hace   3.500 m.a. (Depósitos de Pilbara Block, Australia)

hasta los depósitos modernos en el Pacífico Este; en el cinturón

volcánico del escudo canadiense se conocen cerca de 83

depósitos de SMV con edades entre 2.650 y 2.730 m.a.

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MINERALIZACIONES DE SULFUROS MASIVOSCONTEMPORÁNEOS

Sólo un 1% de los 50.000 km. (65.000 km) de longitud de las cordillerasoceánicas (ridges) se ha explorado en detalle en los cuales se han

descubierto cerca de 60 campos hidrotermales.

La mayoría se encuentran localizados en el Océano Pacífico y Atlántico

Donde ocurren la mayoría de los "respiraderos" y los fluidoshidrotermales emanan directamente de un sustrato volcánico.

La temperatura aproximada de los fluidos hidrotermales es de400° C en algunos respiraderos.

Las salmueras del Mar Muerto presentan salinidades 7 vecesmayores que las de los océanos actuales con temperaturas de masde 200° C.

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Chimeneas Blancas y Negras

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Black Smokers 

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Acumulación de sulfuros modernos enchimeneas y pilas

El crecimiento de una chimenea de

sulfuros se inicia por la precipitación

de anhidrita (CaSO4) en la parteinterna de la chimenea.

La anhidrita precipita del agua de mar 

por que su solubilidad decrece con elincremento de la temperatura.

En el agua de mar

moderna, si se incrementa

la temperatura a 130 °C seprecipita CaSO4 .

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 Aunque el calcio puede ser aportado por los fluidos hidrotermales, análisis

de isótopos indican que el sulfato de la anhidrita se deriva del agua de mar.

La mayoría del material hidrotermal fluye hacia arriba, a lo largo del

conducto central de la anhidrita y descarga en el agua circundante, sin

embargo una proporción pequeña (aproximadamente un 1%) del fluido

hidrotermal fluye a través de los poros de la anhidrita, los minerales son

atrapados en los poros de esta.

Fluido hidrotermal Agua de marT° mas de 300° C 2° CÁcido, PH aprox. 3.5 Alcalina, PH aprox. 7.8H2S Mayor que SO4   Oxidante SO4 Mayor H2S

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Modelo Genetico 

Conveccion

Agua de mar penetra la cortezaoceánica

Interacción agua-roca (química yT°)

Chimeneas "vents"

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(d’après Scott, 1997)

VOLCANI C-HOSTED MASSIVE 

SULFIDE (VHMS) DEPOSITS 

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Arquitectura de la corteza oceánica

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GénesisEste fluido acuoso altera las rocas, las transforma lixiviando metales y no metales presentesen ellas y precipitando nuevos minerales, y concentra ciertos elementos químicos para laformación de los depósitos de interés económico.

Así, el agua marina de los fondos abisales está caracterizada por tener: baja temperatura (alrededor de 2°C)

ser neutra o ligeramente básica

Oxidante

 pobre en metales y,

rica en Ca, Mg y sulfatos.Al entrar reacciona con las rocas encajantes, produciendo alteraciones a baja temperatura(temperaturas de 150ºC   se genera en la litosfera oceánica unmetamorfismo de bajo grado (facies de zeolitas y esquistos verdes) con la neoformación deminerales del grupo de las arcillas, zeolitas, micas, carbonatos, óxidos, sulfatos, sulfuros,etc., y >500ºC   un metamorfismo de grado medio (facies de anfibolitas, granulitas ycorneanas) en zonas intermedias con formación de sulfuros, sulfatos, óxidos y silicatoscomo epidota, biotita, feldespato, anfíboles y piroxenos.

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Modelo de formación delos yacimientos desulfuros marinos polimetálicos asociados a

fumarolas submarinas en dorsales sinsedimentación (Scott, 1995)

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PERFIL DE UNA CHIMENEADiámetro entre 2.7 y 4.7 cmCrecimiento/día 8 y 30 cm

Flujo de salida de laspartículas 1 - 2.4 m/s

Tamaño entre 1-3 micras

Han viajado hasta 750 kmdesde la fuente o chimenea.

Una chimenea maduratiene como estructuracaracteristica una zonaciónconcéntrica de calcopirita(+/- Isocubanita +/-

 pirrotita).

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Cálculos sobre lixiviación y precipitación de metales enfumarolas marinas dan los resultados siguientes:

La concentración de  Cu   en los basaltos medioceánicos(MORB) es de unas 70 ppm y cuando salen los fluidosmineralizadores estos tienen concentraciones de   7%(70.000 ppm),   es decir se han enriquecido unas   1000

veces.Por lo tanto es necesario lixiviar unos   1.000 millones  de  m3 decorteza oceánica para extraer unos 50 m3 de sulfuros.

En general, se ha calculado que una fumarola puede sacar al fondooceánico unos 250 Tn de sulfuros por año. De aquí, se ha indicadoen la introducción del tema que este tipo de yacimientos sonconsiderados hoy en día como recursos renovables.

E t t d d ó it d lf i

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Estructura de un depósito de sulfuro masivovolcanogénico

Modelo Idealizado

La morfología de un depósitoindividual puede ser la de un

cuerpo tabular  hasta la de un

cono de lado vertical

Características

•Zonación química mineralógica y

textural de las menas

•Cambios metasomáticos de la roca de

caja dentro de la zona de la alteración

hidrotermal y

•Fuerte metasomatismo de sílice.

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Depósito de La Plata. Ecuador 

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Estoverca en San

Miguel,Cinturón Riotinto

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Z ió d t l f ió d l T

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Zonación de metales como función de la T 

M

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Mi

ner

al

ogí 

a

• Sulfuros.

• Pirita. En menor cantidad pirrotina, calcopirita, esfalerita,

galena, sulfosales y bornita, estas dos últimas son muyescasas.

• Óxidos. Magnetita, hematita, casiterita.

• Ganga. Cuarzo, clorita, barita, yeso, carbonatos yanhidrita.

N C

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Neves Corvo

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El Roble (Colombia)

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El Roble (Colombia)

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Depósitos Tipo Beshi

Son depósitos típicamentecomprimidos en hojas delgadas y bien

estratificadas de pirrotina,calcopirita, esfalerita, pírita y galenaen menor cantidad.

Interbandeados en rocas clásticasterrígenas y basaltoscalcoalcalinos, tobas andesíticas y

flujos.

Emplazamiento tectónico Ambientes extensionales tales

como cuencas marginales,

rídges oceánicos cerca demárgenes continentales y o

cuencas de rift en el estado

inicial de la separación

continental.

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Edad de la mineralización.Pertenecen a cualquier edad.

En Columbia Británica, la

mayoría de los depósitos sondel Cámbrico, Terciario Superior 

y menos comunes son los de

edad Mississipiano-Pérmico.

Tipos de rocas asociadas

(Rocas encajantes)

Rocas volcánicas marinas y

sedimentos clásticos; tobas basálticas

y flujos, shale y limolitas, comúnmente

calcáreas; chert y formaciones de

hierro son poco comunes.

Es factible que se presente una

secuencia de metagabro y rocas

ultramáficas.

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Forma del depósito

La forma típica es la de una hoja concordante de sulfuros masivos de unos

pocos metros de espesor y de unos cuantos kilómetros de longitud. Pueden

ser lentes apilados.

Textura y estructuraMasiva y con estratificación bien definida, sulfuros con tamaño degrano de medio a fino.Son frecuentes las venas con clorita, cuarzo y carbonato, quecortan cristales de pirita, calcopirita, y/o esfalerita.

Minerales de mena

Principales: Pirita, pirrotina, calcopirita esfalerita.Secundarios: cobaltita, magnetita, galena, bornita, tetrahedrita,cubanita, estannina, molibdenita, arsenopirita y marcasita.

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• Minerales de ganga. Cuarzo, calcita, ankerita, siderita, albitay turmalina. Los secundarios son: grafito y biotita,

• Minerales de alteración. Similar a los minerales de ganga,

cuarzo, clorita, calcita, siderita, ankerita, pirita, sericita ygrafito.

• Modelo genético. Depositación en el fondo del mar de lodossulfurosos en cuencas marginales

F t ó i

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Factores económicos

• Tenor y tonelaje.  Altamente variable en tamaño, losdepósitos de Columbia Británica van desde menos de 1MT hasta mas de 113 MT.

• Por ejemplo, el depósito Goldstream, presenta un total derecursos, reservas y producción de 1.8 MT conteniendo

4.81 % de Cu, 3.08% Zn y 20.6g/t Au.

Importancia

Son fuentes importantes de Cu, Zn y Ag, y se puedenencontrar en secuencias sedimentarias que no han sidoexploradas totalmente para este tipo de depósitos.

Ó

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DEPÓSITOS EN COLOMBIA DE SULFUROSMASIVOS ASOCIADOS A VOLCANISMO

En la región nororiental de Colombia, en el Carmen de Atrato(Chocó), El Roble.

La roca de caja es una secuencia de rocas sedimentarias yvolcánicas Cretáceas del grupo Cañasgordas, que incluyen

en la base basaltos toleíticos cloritizados, cherts negros y

grises muy cizallados hacia la parte superior . El cuerpo

principal de sulfuros masivos se encuentra rodeado porcherts negros.

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En la mina Santa Anita se encuentra la zona

principal, la zona de mineralizaciones se debe a

fluidos mineralizantes que ascendieron por  conductos y que corresponderían a la zona

principal más inferior del depósito original.

El yacimiento del Roble es masivo, tiene formalenticular, es casi vertical, presenta intensofallamiento, su espesor es variable llega hasta 45 m,

sus reservas conocidas son del orden de 1'100.000toneladas y su tenor promedio de Cu es del 4.9% al3.7 g/ton de oro.

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• Mineralogía: sulfuros de textura masiva, en partebandeada y brechoide, pirita es el sulfuro más abundante,

calcopirita y pirrotina en menor proporción. Esfalerita,

electrum, marcasita y ganga de cuarzo, dolomita y grafitoen proporciones mínimas.

•El depósito se ha incluido dentro de la categoría desulfuros masivos tipo Chipre, según su ambientegeológico y sus rasgos morfológicos y composicionales.

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CUERPO MINERALIZADO DE LA EQUIS.

• Está confinado dentro del grupo de las rocas volcánicas de la Equis.

Por su costado este se encuentra en contacto con el batolito deMandé; en el sector oeste, se pone en contacto con rocas del

Oligoceno.

• Es un yacimiento tipo Kuroko

• Mineralogía principal: calcopirita, pirita, galena, esfalerita, oro y plata.

• Ganga: cuarzo y barita.

Reservas probadas: 120.000 toneladas

Zn: 0.8-1.2% Pb: 0.8-1.5% Au: 12-15g/ton Ag: 10-12g/ton

PROSPECTO DEL DOVIO (VALLE)

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PROSPECTO DEL DOVIO (VALLE)

Mineralización consistente en venamientos cupríferos emplazados en rocas

diabásicas y basaltos del grupo Dagua.Localmente tiene mineralizaciones lenticulares de pirita, calcopirita y

blenda, emplazados dentro de una zona de cizalla de unos 500 m de largo,

en donde unas lavas almohadilladas se encuentran alteradas y en contacto

con chert negro. Se caracteriza como de tipo ChipreMINA COLUMBIA (BELÉN DE UMBRÍA)

Consiste en una estoverca emplazada en una zona cizallada dentro de

unas rocas verdes (basaltos y diabasas).

La mena está compuesta por pirita, calcosina, bornita y malaquita. Se

cataloga como tipo Chipre.