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.
[image:1.612.89.515.373.637.2]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. 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 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.
Fig. 3 Acumulación de sulfuros en el fondo oceánico por exhalaciones hidrotermales involucrando precipitación, formación y colapso de chimeneas y reemplazo desde abajo.
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 <1 Mt de mineral. Sin embargo, estos depósitos pueden ser grandes o muy ricos (de alta ley) o ambos y su explotación puede ser muy rentable, sobre todo cuando se explotan distritos en que existen numerosos cuerpos mineralizados formando grupos compactos. Depósitos importantes de sulfuros masivos ocurren en Canadá, Tasmania, España, Portugal y Japón.
En Chile no existen depósitos de sulfuros masivos de relevancia económica, aunque han sido descritos mantos con pirita, pirrotina, calcopirita y blenda intercalados en esquistos verdes paleozoicos en Tirúa, Casa de Piedra, Hueñalihuen, Trovolhue, Pirén y Corral en la Cordillera de la Costa de Valdivia (Alfaro y Collao, 2000) y cuerpos de sulfuros masivos cupríferos en esquistos y metabasaltos de la región costera de la XII Región (depósitos La Serena y Cutter Cove; Vivallo, 2000).
contenido de magnetita estos depósitos gradan a menas masivas de óxidos. La ganga es principalmente cuarzo y baritina, pero ocasionalmente se presenta carbonato, clorita y sericita.
[image:4.612.80.526.197.512.2]La mayoría de los depósitos de sulfuros masivos están zonados. La galena y esfalerita se ubican en la mitad superior de los depósitos, mientras que la calcopirita se concentra en la porción inferior y grada hacia abajo a un stockwork de venillas (Fig.2).
Fig. 4. Esquema indicando la ubicación de las fuentes termales submarinas que depositan depósitos de sulfuros en los fondos oceánicos.
porción más ancha coincide con la mena masiva.
Fig. 5. Esquema de alteración hidrotermal y variación de componentes asociado a depósitos de tipo sulfuro masivo volcanogénico; las dimensiones del sistema hidrotermal pueden variar, pero los depósitos mayores se asocian a los sistemas más grandes.
Los depósitos de sulfuros volcanogénicos presentan una división geoquímica en hierro, hierro-cobre y hierro-cobre-zinc, pero debe destacarse que si bien existen depósitos de pirita sin cobre, nunca se encuentran exclusivamente sulfuros de cobre, sino que siempre acompañados de sulfuros de Fe. Desde el punto de vista económico existen solo dos grupos los de Cu-Zn y los de Zn-Pb-Cu. Algunos depósitos pueden contener cantidades importantes de Ag y/o Au. Si bien en términos generales existen esos dos grupos principales de sulfuros masivos, existen varios tipos en la literatura dependiendo del marco tectónico y las rocas volcánicas asociadas a saber:
Tipo Chipre ("Cyprus"): Cu (±Zn) ±Au, asociados a basaltos toleíticos de conjuntos ofiolíticos (generación de corteza oceánica). Formados en fondos oceánicos profundos con volcanismo basáltico. Los ejemplos típicos se presentan en la isla de Chipre en el mar Mediterráneo.
Tipo Kuroko: Cu-Zn-Pb±Au±Ag, asociados a volcanismo bimodal con lavas toleíticas y lavas y piroclastos calco-alcalinos. Formados en cuencas marinas someras con volcanismo explosivo con formación de calderas en sectores de trás-arco. Los ejemplos típicos se encuentran en Japón formados en una cuenca marginal.
Tipo Noranda o Primitivos: Cu-Zn±Au±Ag, asociados a rocas volcánicas totalmente diferenciadas desde basaltos a riolitas en cuencas marinas de <1 km de profundidad. Actualmente presentes en las fajas de rocas verdes en los escudos precámbricos (como en Canadá). Su marco tectónico es materia de debate, pero parecen haberse formado en cuencas subsidentes limitadas por fallas, posiblemente en secciones de tras-arco.
Tipo SEDEX: Zn-Pb±Ag, asociados a rocas sedimentarias como lutitas negras carbonosas, areniscas y rocas carbonatadas. Estos se asocian a fluidos expelidos desde cuencas sedimentarias por celdas convectivas de aguas marinas probablemente generadas por calor derivado de fuentes magmáticas subyacentes. Ej. Mina Aguilar en el noroeste de Argentina.
Aunque la génesis de los depósitos de sulfuros masivos puede tener variaciones la evolución general es la siguiente (ilustrada en la Fig. 6):
Etapa 1: Precipitación de esfalerita, galena, pirita, tetrahedrita, baritina con cantidades menores de calcopirita por mezcla de fluido a 200ºC con agua de mar.
Etapa 2: Recristalización y aumento del tamaño del grano de minerales por efecto de circulación de fluido a 250ºC, continúa la depositación de esfalerita, galena, etc.
Etapa 3: Influjo de soluciones ricas en Cu a 300ºC, produciendo el reemplazo de la porción inferior (mena amarilla) y redepositación de minerales reemplazados más arriba.
Etapa 4: Circulación de fluidos calientes sub-saturados en Cu disolución de calcopirita y reemplazo por pirita en la base del depósito.
Etapa 5: Depositación de exhalitas de chert-hematita en torno al depósito (esto también ocurre en las etapas previas), mucho SiO2 se deposita en el stockwork subyacente.
Etapa 6: Preservación por cubierta de lavas o sedimentos. Los depósitos que quedan expuestos a la acción marina se oxidan y se destruyen por acción de meteorización submarina transformándose en capas de "ocre" constituidas por cuarzo, goethita, illita, jarosita. Solo si los depósitos son cubiertos se evita la meteoricación submarina y los depósitos pueden preservarse.
Fig. 6. Etapas en la formación de depósitos de sulfuros masivos (explicación detallada en el texto).
Los fluidos son de baja salinidad mayormente 2-4% en peso de NaCl; en Chipre son de 2,7-4% en peso y en los Kuroko de 3-5% en peso. Los efluentes actuales de los fondos marinos son de salinidad cercana a la del agua de mar, pero puede ser superior o inferior (~2-10% en peso).
Los efluentes de fluidos a alta temperatura en profundidades abisales están sometidos a presiones de >400 atmósferas (presión del agua del mar) de modo que el fluido no hierve al ser emitido. Sin embargo, en algunos depósitos más someros puede producirse ebullición de los fluidos al acercarse al fondo marino y ellos pueden presentar alteración argílica avanzada (Ej. Sillitoe et al., 1996).
Los estudios de isótopos de oxígeno e hidrógeno indican que estos sistemas hidrotermales involucran principalmente la circulación de aguas marinas en celdas convectivas activadas por el calor del magmatismo de las dorsales oceánicas, aunque la composición isotópica es modificada por la interacción entre agua/roca (alteración hidrotermal) y por el aporte de fluidos magmáticos
REFERENCIAS
Collao, S. & Alfaro, G., 2000. Paleozoic massive sulphide orebodies of the Nahuelbuta and Queule mountains, south-central Chile: Results of geothermobarometry and sulphur isotope studies. In: Sherlock, R.L. and Logan, M.A. (editors) Volcanogenic massive sulphide deposits of Latin America. Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Special Publication Nº 2, p. 629-641.
Sillitoe, R.H., Hannington, M.D. and Thompson, J.F., 1996. High sulfidation deposits in the volcanogenic massive sulfide environment. Economic Geology, V. 91, pp. 204-212.
Vivallo, W., 2000. Volcanic-exhalative massive sulphide deposits in Chile. In: Sherlock, R.L. and Logan, M.A. (editors) Volcanogenic massive sulphide deposits of Latin America. Geological Association of Canada, Mineral Deposits Division, Special Publication Nº 2, p.617-627.
BIBLIOGRAFIA
Franklin, J.M., 1996. Volcanic-associated massive sulphide deposits. In: Kirkham, R.V. et al. (editors) Mineral Deposits Modeling, Geological Association of Canada, Special Paper 40, pp. 315-334.
Rona, P.A., 1988. Hydrothermal mineralization at ocenaic ridges. Canadian Mineralogist, V. 26, p. 431-465.
