View
62
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
13/05/2009
Fernando Tornos 1
El ambiente hidrotermal:¿Qué factores geoquímicos controlan la localización de los depósitos minerales?p
XVIII Curso Latinoamericano de Metalogenia
Belo Horizonte Mayo 2009Belo Horizonte, Mayo 2009
Fernando Tornos
Esquema
1. ¿Qué son las rocas hidrotermales?
2. Origen de los fluidos hidrotermales y solutos
3. Mecanismos de transporte
4. La precipitación de asociaciones hidrotermales4. La precipitación de asociaciones hidrotermales
5. Conclusiones
2
13/05/2009
Fernando Tornos 2
Rocas hidrotermales
Formadas en relación con la circulación de fluidos “calientes” en desequilibrio con el ambiente geológico localambiente geológico local
Ligadas a zonas de circulación de fluidos en la cortezadistribución espacial limitada
25-700°C y <3-4 kb (fluidos acuosos)
Su formación es un proceso químico
3
Rocas hidrotermales
Relativamente comunes, pero... !!Ausencia de clasificación!!
l í bl áTerminología problemática
Características similares a las de las rocas metamórficas
Técnicas de estudio equivalentesTécnicas de estudio equivalentesRocas ígneas o metamórficas: RetrógradoRocas sedimentarias: Progrado
4
13/05/2009
Fernando Tornos 3
0Km
Sistemas epitermales .
Sistemas superficiales subaéreos: geotérmicos submarinos: vhms, sedex
Modificado de Jebrak (1992)
300-350°C
Dom
inio
frág
il
Presiónfluidos
Hidrostática(“libre”)
1-4
Sistemas epitermales,(y en rocas sedimentarias)
Sistemas filonianos
Brechas
Cataclasitas(sísmico)
+ re
mpl
azam
ient
os s
.l.
DOMINIO DESISTEMASHIDROTERMALES
400-450°C
Plasticidadcuarzo
Milonitas(sísmico)
Dom
inio
dúc
til Litostática“forzada”
10
20
Sistemas “mesozonales”Au venasSkarnsGreisens & remplazamientos
SOLO EN ZONASDEBILIDAD O REACTIVAS
5
Tipos de roca hidrotermal
Barruecopardo (España) 6
13/05/2009
Fernando Tornos 4
Rocas metasomáticas
Rocas metasomáticasinteracción de un fluido con una roca en desequilibriofrentes y zonas metasomáticasfrentes y zonas metasomáticas
cambios bruscos composicióntendencia al equilibrio
Mecanismosdifusióni filt ió Q Q+msinfiltración
Incremento porosidad
Q Q
Cligga Head, Reino Unido7
Precipitación directa
Sedimentos químicosTharsis, España
8
13/05/2009
Fernando Tornos 5
¿Que se necesita para formar una roca hidrotermal?
DepósitoFluido Solutos
ORIGEN TRANSPORTE PRECIPITACIÓN
Abundancia de fluidos calientesPresencia de solutos en cantidad suficienteUn mecanismo motriz
mineralFluido
(S, ligandos, metales)
focalizado
Un mecanismo motriz Una vía de circulación focalizada y eficazUn mecanismo de precipitación adecuadoUna vía de escape de fluidos
9
¿Y como lo abordamos?
Aspectos meso y macroscópicos. Relación con litologías y estructura
Cartografía Estudios de detalle: tectónica, petrología, sedimentología, alteraciones...
Aspectos microscópicos: Paragénesis y texturaVariables extensivas e intensivas
Inclusiones fluidasTermodinámicaGeoquímica elemental e isotópica
CronologíaDataciones
Sentido común
10
13/05/2009
Fernando Tornos 6
¿Y qué tenemos que entender?
Origen del fluidoMorfología y naturaleza del sistemaC d i i i t i d l l tCausas de enriquecimiento y origen de los solutos
¿Hay preconcentraciones?
Mecanismos de transporteModificaciones durante la evolución
Causas de la precipitación
Evolución polifásica => MODELOS 4D
11
Unos pocos conceptos básicos...
f (T, P, fO2, fS2, pH, mΣsolutos)
12
13/05/2009
Fernando Tornos 7
La temperatura y la presión
Inclusiones fluidas
Geotermometría isotópica
Equilibrio mineral
13
La presión de fluidos
Pf = Pl + Phid
Pl = ρl g hPhid = ρh g h (Haas, 1971)
Peb = (t/69.56)4.7952
(Henley et al., 1984) P f=
Pl+
Phi
d
Pl
( y , )
Phid
14
13/05/2009
Fernando Tornos 8
Estimación del pH
kao => ser +Q => ftos ± btpH = -log (aH+)H2Ol = H+ + OH-
chl,carbbajo pH: diasporo, bohemita, pirofilita, andalucitabajo pH + alta fO2: alunita,
log K25ºC = -14 = log(aH+) + log(aOH-) – log(aH2O)pHn (25ºC) = 7
zunyita, jarositacalcosilicatos: pH neutro a alcalino
15
Control del pH
6
6.5
7
pH neutro
sistema SiO2-Al2O3-K2O-Na2O-H2O-HClP=300 b SUPCRT92mΣNa =2.5; Na/K=10
3.5
4
4.5
5
5.5
pH
pH neutro
fk-Q-ms
ab-Q-ms
ms-kao
1.5fk + H+ = 0.5ms + 3Q + K+
3ab + K+ + 2H+ = ms + 6Q + 3Na+
2
2.5
3
100 150 200 250 300 350
TºC
ms kao2ms + 2H+ +3H2O = 3kao + 2K+
16
13/05/2009
Fernando Tornos 9
Fugacidad de oxígeno (redox)
Presión parcial de oxígeno (Eh, fH2)2H O 2H + O2H2O = 2H2 + O2
Sistema de referenciaTampones HW, QFM, NNO, (PPM), HM
Cálculos numéricos a partir de paragénesis e inclusiones fluidas (isótopos)
17
Fugacidad de azufre
Presión parcial de azufre
Equilibrios referencia: po-py, cp-bn
Reacciones de sulfidización ( k )(Barton y Skinner, 1979)
18
13/05/2009
Fernando Tornos 10
Una estimación indirecta: mineralogía
fO2 - fS2 baja: po, apy, st, graffS2 - fO2 intermedia: py, cp, mt, cs2 2 py, p, ,fS2 - fO2 elevada: bn+py, hm, sulfatos
fF alta: topacio, fluoritafB alta: turmalina, axinitafCl alta: escapolita-Cl,fCl alta: escapolita Cl, Cl en anfíboles, micas
Carlés, España19
Origen de los fluidos hidrotermales y solutos
O i
Transporte
PrecipitaciónOrigen• Fluidos• Solutos• Calor
Precipitación
13/05/2009
Fernando Tornos 11
Tipos de fluidos en la cortezaFluidos de referencia
Aguas juvenilesAguas superficiales
Aguas meteóricasmeteóricosmeteóricos marinos Aguas meteóricasAguas marinas
Fluidos recicladosFluidos magmáticosFluidos connatosFluidos metamórficos
meteóricosmeteóricos marinos
connatos
magmáticos metamórficos
• Criterios clasificación:Ambiente geológicoElementos trazaTemperatura formaciónInclusiones fluidasGeoquímica isotópica
g
juveniles
21
Tipos de fluidos
Aguas meteóricasEpitermal LSEventos tardíos
Precipitación superficial: agua o nieve
Salinidad nula
Aguas marinas Océanos Salinidad bajaAguas marinasVMS, sedex
Océanos Salinidad baja
Aguas connatas o fósiles“basinal brines”MVT, VMS, sedex
Aguas meteóricas y marinas atrapadas en y que interaccionan con sedimentos
Salinidad media a elevada, hasta 30% peso (Δ con profundidad-tiempo). Posibles hidrocarburos-CH4
Aguas metamórficasOro orogénico
Producto de la deshidratación durante metamorfismo
Relativamente ricas en volátiles (CO2-CH4-N2) y poco salinas (<10% peso; excep. hasta 30%)
Aguas magmáticas(≈ aguas juveniles)PórfidosSkarnsEpitermal HSIOCG
Separados de rocas ígneas Fluido primario: salinidad moderada (≈10% peso) y con CO2 proporcional a basicidadINMISCIBILIDAD:“vapor” de salinidad baja (<10% peso) (baja ρ) + “salmuera” de salinidad elevada (hasta 60% peso) (alta ρ)
22
13/05/2009
Fernando Tornos 12
Fluidos magmáticos
23
Fluidos en cuencas sedimentarias
Dos efectos contrapuestosDismin ción salinidad po deshid ataciónDisminución salinidad por deshidrataciónAumento salinidad con tiempo
Efecto membranaDisolución de evaporitasDiagénesis arcillas
Fluidos acuosos con salinidad muy variable
Presencia hidrocarburos-CH4
24
13/05/2009
Fernando Tornos 13
Fluidos metamórficos
H2O-CO2 baja salinidadN h l ió t li id d dNo hay relación entre salinidad y grado metamórfico
Metamorfismo extremoHidratación retrógrada o incorporación en magma
Devolatilización - degasificaciónSistemas metamórficos
Pelitas: 4.34%H2O; 2.31%CO2 (bajo grado)2.42%H2O; 0.22%CO2 (grado alto)
25
Fluidos superficiales
26
13/05/2009
Fernando Tornos 14
Origen de los solutosNo hace falta preconcentración de metalesEn magmas
Incompatibles: No entran en red mineralesS i l f fl id lí id lSe incorporan a la fase fluida o a polímeros residuales
Compatibles: En red mineralesIncorporados por destrucción
Diseminados en rocasDisueltos en aguas connatas o metamórficas(Disueltos en agua marina o meteórica)
>>10 ppm
Encuadre geológicoIsótopos Pb, Os, S, C
27
Exsolución magmática
v
salinidad % Cu Zn Pb
Mole granite Low w9 38.2 3065 14574 7937
Questa 9.5-48.2 520-7800
500-2700
170-940v
NaCl
l
KCl
7800 2700 940
Audetat et al. (2000)Campbell et al. (1995)
Navalcubilla, EspañaNoranda, Canada
Dartmoor granite
28
13/05/2009
Fernando Tornos 15
Lavado de rocasAlteración regional
Lavado metales
Baja relación fluido/roca
Zn Pb Cu AuPizarra 95 15 45 2.3
Baja relación fluido/roca
Bajos gradientes
Poco focalizada
Granito bajo Ca 39 19 10 1.5Basalto toleítico 118 7 94 5.7Arenisca 16 8.1Caliza 20 7 4 1.9Fauré (1986) 29
El azufre en sistemas hidrotermales
reducción biogénicaen océanos
reducción abiogénicaoxidación materia orgánica, Fe2+
en océanos
lavadoevaporitas, pizarras, areniscas
Se transporta como muchos complejos cuya estabilidad depende del espaciofO2-pH-mΣsolutos
Reducidos: H2S, HS-, S2=
Oxidados: SO4=, HSO4
-,…
magmáticoexsoluciónlavado
30
13/05/2009
Fernando Tornos 16
El azufre en sistemas magmáticos
• Magmas: 10-200 ppm H2S
• El magmatismo de tipo arco es relativamente oxidado y enes relativamente oxidado y en estos magmas hay abundante SO4
Hedenquist & Richards (1998)El Teniente
31
Reducción biogénicabacteria & archea60-110ºCCH3COO- + SO4
= + 3H+ =2CO2,aq + H2Saq + 2H2O
Quimioclina
Edificios hidrotermales
http://zircon.geology.union.edu/ballston/ch
emocline/
Elena González Toril (CAB) 32
13/05/2009
Fernando Tornos 17
Reducción abiogénica o termorreduccción
Remplazamiento de sulfatos a t>150ºCCH4 + SO4
= + 2H+ = CO2 + H2S + 2H2O2CH2O + SO4
= + 2H+ = 2H2O + 2CO2 + H2S
Descomposición m.o.Alteración minerales Fe2+
Visuña 33
El origen de fluidos pobres en H2S
En sistemas de baja temperatura no es posible transportar S y metales en cantidad suficiente para formar una mineralización (>10 ppm)
10000
100000
ZnS
10
100
1000
ppm
T=300°Cpy-popH=4.5
mt-p
o-py
(PP
M)
Pb
Fe
mt-h
m (H
M)
mH
2 S =
mS
O4=
El contenido en H2S de un fluido equilibrado con una roca siliciclástica depende de su grado de oxidación
1-40 -38 -36 -34 -32 -30
log fO2
more oxidized
Cu
34
13/05/2009
Fernando Tornos 18
Mecanismos de transporte
O i
Transporte
PrecipitaciónOrigen Precipitación
Aspectos físicos transporte
I
IIIII
V
IV
I. GravitacionalII. Expulsión fluidos cuencasIII. Convectivo (magmático/geotérmico)IV. MagmáticoV. Tectónico/bombeo sísmicoVI. Gradiente químico
80% ligado aintrusiones
36
13/05/2009
Fernando Tornos 19
Composición fluidos hidrotermales
Fundamentalmente acuosos (CO2, CH4)
Proporciones variables de solutos (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4, HCl, N2... haluros)
Carbono como CO2, CO3=, HCO3
-, CH4, moAzufre como H2S, HS-, SO4
=, HSO4-, ...
Metales como distintos complejos
Yellowstone, EEUU37
Transporte de los metales I
¡No valen iones simples!Complejos clorurados (Cl)
Zn2+, Pb2+, Fe2+, (Cu+), (Ag+), (Au+), Sn2+, UD d li id dDependen salinidad
Complejos hidroxisulfurados o sulfurados (HS-, Sn2-)
Hg2+, As3+, Sb3+, Ag+, Au+, Cu+, (Pb2+)
Acidos débiles: W, Au, AsBases (OH-)
Sb3+, As3+, Fe3+, Al3+, Sn4+, W, Mo, AsComplejos carbonatados (CO3
=)Ca, Mg
Complejos F, PO43-: REE, Sn, Li, Se, Te...: W, Sn?
Complejos orgánicos: Al, Zn, Pb (CN, NH3, acetatos)Generalmente varios complejos
38
13/05/2009
Fernando Tornos 20
Transporte de los metales IIA alta temperatura (>400ºC) la mayor parte de los metales son muy solubles
Los fluidos salinos transportan metales base (Cu Au Ag)Nota Importante
Los fluidos salinos transportan metales base (Cu-Au-Ag)MeCl2,aq + H2S = MeS + 2H+ + 2Cl-AuCl-2 + 0.5 H2O = Aus + 2Cl- + H+ + 0.25O2
Los fluidos poco salinos NO pueden transportar metales base
Los fluidos con H2S pueden transportar Cu-Au-Ag y solo
El Au, Cu y Ag se pueden transportar:
En disoluciones salinas, a alta temperatura y ambientes oxidados Complejos clorurados
En disoluciones poco salinas, temperaturas bajas (<400ºC) y ambiente reducido Complejos hidroxisulfurados
Los fluidos con H2S pueden transportar Cu Au Ag y solo pequeñas cantidades de metales base
Me(HS)3- + H+ = MeS + 2H2Saq
Au(HS)2- + 0.5H2,aq = Aus + H2Saq + HS-
39
Para acabar de complicar la cosa…
La proporción de ligandos depende de la composición del fluido y de la P-T
La relación carbonato/bicarbonato depende del pH y su proporción total de la XCO2
H2O + CO2 <-> H+ + HCO3- <-> 2H+ + CO3
=
La concentración de bisulfuro/acido sulfhídrico depende de la cantidad de azufre y el pH
H2S <-> H+ + HS- <-> 2H++ S2-
Pero también depende la oxidación del sistema:
2HS- + 4.5O2 <-> SO4= + H2O
Los distintos ligandos se pueden calcular en base a las propiedades termodinámicas de los complejos/minerales/gases/solutos y las variables del sistema usando programas (e.g., SUCRT, SOLVEQ/CHILLER, THERMODATA, …)
Complejos de Zn: Zn2+, ZnAc+, ZnAc2, ZnAc3-, ZnCl+, ZnCl2, ZnCl3-, ZnCl4-, ZnF+, ZnHCO3
-, Zn(HS)2, Zn(HS)3
-, Zn(HS)4-, ZnOH+, Zn(OH)2, Zn(OH)3
-, Zn(OH)4=, ZnOxal, ZnOxal2, ZnSO4, Zn(HS)(OH),…
40
13/05/2009
Fernando Tornos 21
Precipitación de los metales
Solubilidad sph 2.32 mNaCl pH=5
12000
14000
16000
preducido 32 ppm H2S ppm
6000
8000
10000
12000
ppm
Zn
0
2000
4000
150 200 250 300 350
TºC
sobresaturadasubsaturada
41
Solubilidad del zinc
Muy abundante en la corteza (70 ppm)
Transporte comoComplejos cloruradosComplejos HSComplejos “complejos”Zn(HS)(OH)
Aliva (España)
42
13/05/2009
Fernando Tornos 22
Especiación del zinc0
ZnCl+ZnCl42-
sph (ZnS) + H+ = Zn2+ + HS-
Zn2++ Cl- = ZnCl+Zn2+ + 2Cl- = ZnCl2
-10
-5 Zn(OH)(HS)
ZnCl3-
ZnCl2
Zn(HS)2
Zn(HS) -
Zn2+ + 2HS- = Zn(HS)2Zn2+ + 3HS- = Zn(HS)3
-
sph + Cl- + H+ = ZnCl+ + HS-
log K = log aZn2+ + log aHS- + pHlog aZn2+ = log K –log aHS- - pHmZn2+ = aZn2+ / γZn2+
-20
-15
0 100 200 300
Zn(HS)3-
Zn(HS)4
TºCmΣZn = mZnCl2 + mZnCl+ + mZn(HS)2 + mZn(HS)3
- + mZn2+
+ ...
log K =log aZnCl+ + logHS- - log aCl- + pHlog aZnCl+ = log K - log aHS- + log aCl- - pHmZnCl+ = aZnCl+ / γZnCl+
43
Solubilidad zinc-plomo
Ventana mineralizante>1-100 ppm Zn, Pb, Cu
h fl dMenor = Mucho fluidoMayor = Excelente
44
13/05/2009
Fernando Tornos 23
La precipitación en sistemas hidrotermales
Origen
Transporte
PrecipitaciónOrigen p
Es fundamentalmente un proceso químico
Mecanismos de precipitaciónBajada de temperaturaCaída de presiónDesmezcla de fluidos (ebullición)Mezcla de fluidosMezcla de fluidosReacción fluido-roca
13/05/2009
Fernando Tornos 24
Enfriamiento
Yellowstone (EEUU)
NaCl = Na+ + Cl-
4 48.83 14.74
Enfriamiento: disociación
2
3
mN
aCl
43.31
46.45
7.26
10.92
350°
C
100°
C
%no ionicoCuanta menor es la ty la salinidad mayor
es la disociación
0 1 2 3 4mCl-
0
1 34.87 3.83
SUPCRT92
13/05/2009
Fernando Tornos 25
proporcional a:gases disueltos
cloruros disueltos
Enfriamiento: acidificación
0
2
4
NaCl
HCl
cloruros disueltos
alta temperaturaalcalino: pórfidos, Feox, alt K,
episienitaspoca capacidad ataque rocas
baja temperaturaácido: ser, greisen
-8
-6
-4
-2
log
Kd
iso
ciaci
ón
H4SiO4
H2S
H2CO3
HF
HSO4-
, gataca rocas, lavado
-14
-12
-10
0 100 200 300
TºC
H2O
4 4
Efectos del enfriamientoCambios químicos graduales que dependen del gradiente
L á id di i (b j d H)Los ácidos se disocian (bajada pH)
Complejos clorurados se disocianZnCl-3,aq = Zn2+
aq + 3Cl-aq (baja T)K = (aZn2+ a3Cl-/aZnCl-3) 300°C = 10-8.1; 25°C = 10-0.53
Precipitan Fe, Zn, Pb (Cu, Ag) (Sn)Efecto contrapuesto a acidificación (balance)
Los complejos hidroxisulfurados se asocianAu+
aq + 2HS-aq = Au(HS)2
-aq (baja T)
Enfriamiento hace + solubles: Hg, Au, Sb, As (Ag) (Cu)
13/05/2009
Fernando Tornos 26
1000
10000
Solubilidad de los metales
Zn
0 1
1
10
100
1000
solu
bilid
ad p
pm
Ag
30% NaClpH=5
ΣH2S/ΣSO4=10mΣS=0.0005
0.001
0.01
0.1
100 150 200 250 300Temperatura ºC
Au
Enfriamiento: Consecuencias geológicasSolo se forman mineralizaciones de disoluciones muy ricas en metales
Altas temperaturas: formación de mineralizaciones por elevado gradienteParagénesis típicas: Q-fk -> Q-ab -> Q-mscp-mt-pyp py
Bajas temperaturas: poco capaz de formar mineralizacionesParagénesis típica: cuarzo-sericita-(fluorita)-(pirita-pirrotita)sph, gn, cp a bajas temperaturas
Cambios graduales competencia metales ácido-temperaturapoca mineralización si rico azufre
Bajo contenido gases -> bajada brusca pHj g j pmicas, grafito (CH4)no desestabilizan complejos (salvo muy saturadas)
Alto contenido gases -> subida gradual pHrelleno y salbanda con paragénesis alcalina
feldespatos, carbonatos, algunos sulfuros
13/05/2009
Fernando Tornos 27
Diagnosis enfriamientoA alta temperatura
Rellenos de cuarzo-fk-ab o cuarzo-sericita con py-mt-cp
A baja temperaturaRellenos con paragénesis monótona (cuarzo-fluorita) con pocos sulfuros
Poca alteración ácidaPocos carbonatos y baritaInclusiones fluidas (Th descendente y salinidad constante)salinidad constante)Homogeneidad isotópicaRellenos masivos monótonos y pocas brechas hidráulicas o crustiformes
Cabeza Líjar, España
Depresurización: consecuencias geológicas
Muy poco capaz de formar mineralizaciones por sí mismaEfecto opuesto a enfriamientoEfecto opuesto a enfriamiento
alcalinizaciónestabiliza complejos cloruradosdesestabiliza sulfuros, ácidos débiles y basesDominan metales transportados por complejos no clorurados
As Sb (Au) W > Zn Pb AgAs, Sb (Au), W... > Zn, Pb, Ag
¡Compite con ebullición/enfriamiento!Pino de Oro, España
13/05/2009
Fernando Tornos 28
Ebullición
Namajfall, Islandia
0100 150 200 250 300 350 400
TºC
ΔNaCl
Desmezcla-ebullición
50
100
P b
ar 10%
20%ΔCO2
una única fase líquida dos fasesH2O+CO2+NaCl+... H2O(l)+NaClalta ρ H2O(v)+CO2(v)
=> separación de fases
150
200
250
0%
incremento volumengrandes cambios químicos
Depende profundidad sistema, tipo de presión, comp.fluido
Poco salino: <2.2 kmMuy salino: > 4 km
Fija gradientes P-T
13/05/2009
Fernando Tornos 29
Inmiscibilidad CO2-H2OSeparación de fase H2O-NaCl y CO2-(CH4)Desestabilización ácidosPrecipitación wolframita
óPrecipitación arsenopirita-oro
Panasqueira, Portugal
Efectos FQ ebulliciónFraccionamiento gases:
98% CO2, H2S, H2, CH4 => fase gas tempranaCu-Au se van a la fase gaseosa (HS-?)Enriquece resto metales y sales en fase residual
óAlcalinización si contenido gases es elevadoHCO3
-,aq + H+,aq = H2O + CO2,gHS-,aq + H+,aq = H2S,g
Oxidación: Pérdida H2 y CH4
Alto H2S => SO4
Enfriamiento rápidoDesestabilización complejos cloruradosp jEstabilización complejos hidroxisulfurados
Incremento salinidad e IEstabilización complejos cloruradosDesestabilización complejos hidroxisulfurados
Au-Ag-(Cu) temprano. Zn-Pb tardío
13/05/2009
Fernando Tornos 30
Consecuencias geológicas
Sin gases disueltosIgual que enfriamiento (pero más localizado)Igual que enfriamiento (pero más localizado)
Con gases disueltosPrecipitación de ftos, carb, Q, chlPrecipitación de metales transportados complejos HS o ácidos débiles (Au, Ag, Cu, As, Hg)
Separación? Cu-Au del resto de metales
Presencia de brechas hidrotermales
Diagnosis de la ebullición
Paragénesis alcalina: cc, ad, chl, Q (ms)Texturas laminares en carbonatos
Inclusiones fluidas(I ót t bl )(Isótopos estables)Presencia de brechas hidrotermales
La Guitarra, México
Bellmunt (España)
13/05/2009
Fernando Tornos 31
Precipitación de metales
Complejos hidroxisulfuradosΔpH, ΔH2S g y prec. sulfurosΔpH, ΔH2S,g y prec. sulfuros Au(HS)2
- + 6H+ + 4H2O = 8Au0 + SO4
= + 15H2S
Complejos cloruradosPérdida HCl en gasDesestabilización complejos
Mina Sultana, EspañaDesestabilización complejosPuede estar inhibido por pérdida H2S
Complejos ácidos débilesIncremento pH
Mezcla de fluidos
13/05/2009
Fernando Tornos 32
Mezcla de fluidos
¿El mecanismo más efectivo?
Cambios de temperatura y p ycomposición
Enfriamiento - DiluciónOxidación - Acidificación
Proceso rápido
Composición intermedia fluido resultante: aA + bB = cC
Reyjkanes, Islandia
Sistemas exhalativosFluido hidrotermal
T=315ºCpH ~ 6
Reducido (mΣS=H2S=610 ppm)mΣCu=1 2 ppm
MECANISMOS•Enfriamiento
•Oxidación•Alcalinización
mΣCu=1-2 ppmmΣZn=1-49 ppm
mΣPb=0.2-0.6 ppmPrecipitan:
SulfurosSulfatosOxidos
Silicatos
Agua marT=2ºC; pH= 7.8
Oxidado (mΣS=SO4=2678 ppm)mΣmetales~0
<0.06 ppb Fe, Mn<0.65 ppb Zn<0.45 ppb Cu
Scott (1992)
13/05/2009
Fernando Tornos 33
Mezcla dos fluidos connatos
H2S,g ZnCl2
Los fluidos hidrotermales de baja T (<300ºC) no pueden
transportar metales y Sreducido juntos
ZnCl2 + H2S = ZnS + 2HCl
Gordonsville Mine EEUU
Reocín, España
H2S
reducido j
Gordonsville Mine, EEUUZnCl2
ZnCl2 + H2S = ZnS + 2HCl
Consecuencias geológicas
Procesos rápidos y efectivosáConcentrado en área pequeña
Depende mucho de tipo de mezclaCuanto mas contrastado, más efectivo
Probablemente el mecanismo mas extendido y eficaz en rellenos filonianos
13/05/2009
Fernando Tornos 34
Reacción con roca de caja
Burguillos España
Reacción con roca de caja
Paragenesis metasomática (remplazante)
Alta relación fluido/roca: Gradientes geoquímicos elevadosAlta relación fluido/roca: Gradientes geoquímicos elevados
Mecanismo muy efectivo
Percolación fluidos ácidos/reductoresRocas más alcalinasRocas más oxidadas
Relación Δ permeabilidad + Δ reactibilidad = Δ alteración
13/05/2009
Fernando Tornos 35
Diagnósis reacción fluido-roca
Zonas y frentes remplazamiento
Paragénesis típicasgreisenskarnsilicificación, dolomitización...
I ót t bl di é iIsótopos estables y radiogénicos
(Inclusiones fluidas)
Cheshire, Reino Unido
En resumen...
La cosa es relativamente sencilla...Hay cinco procesos geológicos:Cambio temperatura (enfriamiento)Cambio presión (depresurización)Desmezcla de fluidosMezcla de fluidosReacción con la roca de caja
Recommended