YACIMIENTOS EPITERMALES DE ORO Y PLATA Modificado del curso del Profesor Llus Fontbot de la Universidad de Ginebra, Suiza Introduccin Varias minas celebres de metales preciosos son yacimientos epitermales y estn asociados a rocas volcnicas continentales y sub-aerianas. Desde la liberacin del precio del oro en 1968 (fijo en 35 US$/onza1 desde 1934) un gran numero de estos yacimientos, con leyes en el orden de 0.5 a 20 g/t, llegaron a ser econmicamente interesantes produciendo un verdadero boom de la exploracin2.

Los yacimientos epitermales de oro se sitan en regiones volcnicas a menudo caracterizadas por unidades piroclsticas bien definidas que pueden controlar la permeabilidad y por lo tanto la distribucin de las alteraciones. Frecuentemente estos yacimientos estn asociados a diatremas. En otros casos los yacimientos estn localmente asociados a una tectnica de extensin caracterizada por fallas normales que pueden asegurar la permeabilidad necesaria para la circulacin de fluidos. Los sistemas de fallas pueden estar vinculados a calderas.

Existen dos tipos principales de yacimientos epitermales en los cuales el oro y la

plata son econmicamente dominantes: - Yacimientos epitermales de tipo "low-sulfidation"3 (o "hot spring" o "adularia4-sericita") - Yacimientos epitermales de tipo "high-sulfidation" (o "acido-sulfato") Estos dos tipos son producidos por fluidos con caractersticas qumicas diferentes: - Los yacimientos de tipo "low-sulfidation" son formados por fluidos reducidos, pH cercanamente neutro y fugacidad de azufre bajo. Los fluidos son similares a aquellos que encontramos en sistemas geotermales activos (e.g., Yellowstone en USA o en Nueva Zelanda). - Los yacimientos de tipo "high-sulfidation" estn asociados a fluidos cidos, oxidados y fugacidad de azufre elevada. Actualmente estos fluidos pueden encontrarse en ambientes magmticos-hidrotermales a proximidad de volcanes activos. La tabla 1 y la Figura 1 resumen las caractersticas principales de los dos tipos de yacimientos epitermales. En las secciones siguientes, estas caractersticas tanto como los tipos de fluidos que los forman sern discutidas.

1 Una onza troy = 31.104 g. 2 El precio actual del oro sobrepasa los 900 US$/onza. 3 En ciertas clasificaciones este grupo es el "epitermal" propiamente dicho, ya que los yacimientos de tipo

high sulfidation pueden formarse tambin bajo condiciones mesotermales (ver mas abajo). 4 Variedad de ortosa (KAlSi3O8) de baja temperatura normalmente transparente y bien cristalizada, frecuente

en filones hidrotermales.

1

Figure 1: Corte esquemtico que muestra una intrusin subvolcnica con un estrato-volcn asociado, el supuesto ambiente de formacin de un prfido cuprfero y el ambiente de formacin de los yacimientos epitermales de high y low sulfidation. El sistema hidrotermal volcnico esta activo con degasificacin magmtica, fumarolas, fuentes cidas y/o ambientes de high sulfidation, en cambio el ambiente geotermal y la generacin de yacimientos del tipo low sulfidation se caracteriza por aguas con pH neutro que descargan en forma de fuentes calientes y geiser como el parque nacional de Yellowstone, USA (Hedenquist & Lowenstern, 1994). Tabla 1: Caractersticas principales de los yacimientos epitermales high y low sulfidation (basados en White y Hedenquist, 1995).

High-sulfidation

Low-sulfidation

Relacin con un magma

Por encima de una intrusin

Lejos de una fuente magmtica?

Temperatura Entre 150-300C

Profundidad Superficie a 1-2 km profundidad

Caractersticas geomtricas

Reemplazamiento y diseminaciones

"Open space-filling" y textura crustiforme

Fluido Salino, oxidante y cido (pH 0-2)

Reducido y 1) Muy dbilmente salino, pH neutro Au (Ag-Pb-Zn) 2) Salinidad moderado Ag-Pb-Zn (Au)

Ejemplos de sistema hidrotermal actual

Fumarolas cidas de alta temperatura en ciertos volcanes activos.

Sistemas geotermales de pH neutro de tipo "hot-spring" o "mud pools"

2

Asociacin geoqumica Au, Ag, As, Cu, Sb, Bi, Hg, Te, Sn, Pb, Mo, Metales de base abundantesAlto cociente Te/Se

Au, Ag, (As), Sb Hg, Zn, Pb, Se, K, Alto cociente Ag/Au Metales de base subordinados

Minerales caractersticos Oro nativo Enargita*, tennantita-tetraedrita**, chalcopirita

Electrum Pequeas cantidades de galena, esfalerita y cinabrio

Minerales de alteracin y de ganga caractersticos

Caolinita, alunita, azufre nativo

Adularia, calcedonia, calcita, illita

Sinnimos Acido-sulfato, high-sulfur, alunita-caolinita, tipo Goldfield

Adularia-sericita, "low-sulfur" epitermal

Ejemplos Summitville (USA) Lepanto (Philippines) El Indio (Chili) Rodalquilar (Espagne)

Comstock, Creede, McLaughlin (USA) Pachuca (Mexico) Hishikari (Japon)

*Enargita Cu3AsS4** Tennantita tetraedrita Cu10(Fe,Zn)2As4S13 - Cu10(Fe,Zn)2Sb4S13 2.2 Yacimientos epitermales de tipo "low-sulfidation" (o "adularia-sericita" o "hot spring") La Figura 2 muestra un modelo idealizado de un yacimiento epitermal de tipo "low-sulfidation". Las caractersticas principales son las siguientes (extrado sobretodo de Panteleyev, 1988): 1) Los yacimientos se forman a proximidad de la superficie hasta una profundidad del

orden de 1000 - 2000 m. De estos 1000 - 2000 m solo una seccin de unos 350 m esta mineralizada. En cambio, la extensin lateral puede ser considerable.

3

Figura 2: Filn epitermal idealizado de tipo low-sulfidation. El agua meterica percola a travs de de las rocas volcnicas y sedimentarias y es calentada por la intrusin volcnica. El agua caliente lixivia los minerales luego remonta a lo largo de fisuras, a una profundidad de alrededor de 1 km bajo la superficie, entra en ebullicin, fractura hidrulicamente la roca encajante y deposita una parte de su contenido mineral. El agua remonta la superficie y se enfra produciendo una silicificacin de la roca encajante y forma un "sinter" en superficie. Hay una propilitizacin importante de la roca encajante (Barnes, 1988).

2) Existe un zonamiento vertical bien definido (Fig. 3). Hacia abajo, la mineralizacin puede pasar a una zona estril o a una zona rica en sulfuros de metales de base, generalmente sub-econmica.

3) El mineral se halla sobretodo en los filones. Stockworks y brechas pueden ser

importantes. El mineral precipita principalmente en texturas tipo "open space fillings". Se pueden tambin formar estructuras crustiformes, en cocarda (Fig. 4).

4) Los minerales mas importantes son el oro y la plata nativos, al igual que el electrum.

Estos estn a menudo acompaados por pequeas cantidades de galena y escalerita. Fuertes cantidades de Hg, As, Sb y a veces de Te son frecuentes. Las proporciones entre los dos minerales varan mucho, siendo la plata generalmente ms abundante.

Si el yacimiento es rico en plata, encontramos acantita, argentita (Ag2S) y sulfosales ricas en plata.

4

Figura 3: Corte idealizado de una yacimiento tipo bonanza (Panteleyev, 1988). Los sistemas son generalmente ms complejos ya que a menudo existe una superposicin de diversas fases de mineralizacin.

5) Los minerales de ganga principal son el cuarzo, la adularia y la calcita, adems de

pequeas cantidades de fluorita, baritina y pirita. Si la erosin no ha profundizado, puede reconocerse a veces vestigios de centros fumarlicos y de hot springs5 con depsitos de sinter6 silicios formados por fluidos con pH neutro7 (Figs. I-3 et I-4).

La alteracin hidrotermal puede ser intensa pero sin asociaciones minerales

caractersticos de condiciones muy cidas. La mineralizacin esta tpicamente asociada a una zona de silicificacin rodeada de zonas de illita-sericita dentro den un halo propiltico.

En ciertos casos puede observarse una zonacin de illita (>220), illita-esmectita et esmectita (

Figura 4: Texturas de menas epitermales: (a) cuarzo amatista cristalino en una veta irregular. Cuarzo de grano fino marca el margen de la veta y hay un halo de adularia en el contacto con la roca encajante. Yacimiento de Lawyers, British Columbia; (b) Cuarzo calcednico bandeado forma la pared de la veta; galena y escalerita (granos oscuros) y fluorita de grano fino ocurre en el contacto con la zona interna de cuarzo amatista. Yacimiento de Creede, Colorado; (c) Brecha porosa con fragmentos coronados por cuarzo calcednico y sobrecrecimientos de cuarzo de grano fino, Yacimiento de Lawyers, British Columbia (Panteleyev, 1988).

6

Para los constituyentes de fluidos reducidos, de pH neutro y con actividad de azufre baja, que caracterizan los yacimientos de low sulfidation existen dos posibilidades extremas (Fig. 5). a) El aporte magmtico solo constituye una fuente de calor. Los cuerpos magmticos, a menudo intrusiones subvolcnicas, constituyen la fuente de calor poniendo en circulacin aguas de origen esencialmente de origen meteorito y los constituyentes de los fluidos, incluyendo los metales y el azufre han sido lixiviados de las rocas encajonantes. b) Existe una participacin de un fluido magmtico (agua, salinidad, azufre, metales,) que han estado en equilibrio con las rocas encajantes.

Figura 5: Caractersticas generales de los yacimientos epitermales de tipo "low-sulfidation" (White and Hedenquist, 1995).

7

2.3 Yacimientos epitermales de tipo "high-sulfidation" (o "acido-sulfato") El trmino "sulfidation" (azufre + oxidacin8) hace referencia al estado de oxidacin del azufre del fluido. De este modo los yacimientos de tipo "high-sulfidation" (o "acido-sulfato") estn asociados a fluidos oxidantes con SO4

2- como especie dominante (es decir, con S6+). La paragnesis tpica de estos yacimientos se caracteriza por la presencia de minerales como la covelita, enargita y tenantita. Estn asociados a alteraciones de tipo arglica avanzada (con alunita, vuggy silica). En cambio, los yacimientos de tipo "low-sulfidation" (o "epitermal", "hot spring" o "adularia-sericita") estn asociados a fluidos reducidos con H2S como especie dominante (es decir, S2-). Estos se caracterizan por la presencia de minerales como la pirrotita y la arsenopirita. De hecho algunos yacimientos de tipo "high-sulfidation" se forman a temperaturas superiores a 300C y deberan ser clasificados como yacimientos mesotermales y no como epitermales. En el ambiente de tipo "high-sulfidation", existe una transicin desde los yacimientos epitermales hasta los prfidos de cobre (Figs. 1 y 6). Las Figuras 1 y 6 y la Tabla 1 muestran las caractersticas principales de los yacimientos de tipo high-sulfidation comparados a aquellos del tipo low-sulfidation .

1) La mineralizacin se forma generalmente a una profundidad igual (1-2 km) a aquella del

tipo "low-sulfidation". 2) Los minerales se hallan predominantemente como reemplazamientos y diseminaciones. 3) El oro esta acompaado por minerales de cobre, en particular enargita-luzonita, as

como tennantita-tetraedrita. Los minerales de ganga y de alteracin reflejan las diferentes caractersticas qumicas de

los fluidos mineralizantes, sobretodo a nivel de pH. Los fluidos son cidos y salinos, la acidez resulta esencialmente de la reaccin de SO2 con el agua:

4SO2 + 4H2O = 3H2SO4 + H2S

Estos fluidos producen alteraciones de tipo arglica avanzada (alunita9, caolinita + pirofilita y disporo) o, en bordura, arglica. Estos yacimientos se caracterizan tambin por cuerpos masivos de "vuggy quartz" (es decir, slice con cavidades = "vugs") tambin llamados "residual silica" ya que estn constituidos casi exclusivamente por slice residual remanente de la lixiviacin de otros minerales por fluidos extremadamente cidos. No se presenta adularia ni calcita ya que el pH es demasiado bajo, el cuarzo es comn indicando que las soluciones son saturadas en slice.

8 Ver Figs. 7.21 a 23 de Barton et Skinner (1979) y p. 2 de Hedenquist et al. (1994) para la etimologa de esta

clasificacin. 9 Alunita: KAl3(SO4)2(OH)6 SA menudo el trmino alunita representa un grupo de sulfatos hidratados de K, Al

et Fe entre otros elementos. Nota: Alunita y caolinita son minerales que se forman en condiciones de pH cidos. Ver captulo de alteracin hidrotermal.

8

Figura 6: Caractersticas generales de los yacimientos epitermales de tipo "high-sulfidation" (White and Hedenquist, 1995).

2.4 Tipos de alunita La alunite KAl3(SO4)2(OH)6 puede ser formada de distintas maneras: - Hipgena, a partir de cido sulfrico formado por reaccin de "disproportion": 4SO2 + 4H2O = 3H2SO4 + H2S - "Steam heated", por la oxidacin de H2S (S reducido bajo forma de pirita, posible en HS y

LS) H2S + 2O2 = H2SO4 - Suprgena 2.5 Mecanismos de precipitacin del oro Se piensa que la concentracin en oro de los fluidos para formar una concentracin econmica esta en el orden de 1 a 10 ppb. El oro es transportado bajo forma de dos tipos de complejos segn el tipo de yacimiento (Figs. I-7 y I-8, Tabla I-2) High sulfidation: En los yacimientos de tipo high-sulfidation: El oro es probablemente transportado como complejo clorurado (AuCl-). La precipitacin es controlada por disminucin de: temperatura, presin, salinidad. AuCl2-(aq) + 1/2H2O = Au(s) + 2Cl- + H+ + 1/4O2

9

Low-sulfidation: En los yacimientos de tipo low-sulfidation , el oro es transportado como complejo bisulfurado por fluidos poco reducidos cercanos a la neutralidad a ligeramente alcalinos et muy poco salinos (

Figura 8 (I): Solubilidad del oro como complejos de HS- y Cl- en funcin del pH, fO2 y S (Modificado de Seward, 1982; Brown, 1986, en Corbett & Leach, 1997). Evolucin hipottica de los fluidos: A) ebullicin; B) Mezcla con fluidos oxidantes; C) Mezcla con fluidos de pH bajos.

Figura I-8 (II): Solubilidad del oro en funcin de log fO2 (Romberger, 1988, en Corbett & Leach 1997) D) Oxidacin hipottica de un fluido geotermal en Broadlands a 260C con 1.5 mg/t Au.

11

2.6 Otros aspectos - Oro diseminado en sedimentos intercalados o Carlin-type (Fig. 9). - Transiciones entre yacimientos epitermales, prfidos de cobre y yacimientos tipo skarn.

Figura 9: Seccin esquemtica de un yacimiento de oro de tipo Carlin (segun Nelson y Giles, 1985 en Sawkins, 1990).

Referencias Arribas, A. Jr. (1995) Characteristics of high sulfidation epithermal deposits, and their relation to magmatic fluid.

In: Thompson, J.F.H (ed.), Magmas, fluids and ore deposits, Mineralogical Association of Canada Short Course,v. 23, p. 419-454

Corbett, G. J. and Leach T. M. (1998) Southwest Pacific Rim gold-copper systems: structure, alteration, and mineralization. SEG Special Publication, v. 6, 237 p.

Barton, P. B., Jr., and Skinner, B.J. (1979) Sulfide mineral stabilities. In: Barnes, H.L. (Ed.) Geochemistry of hydrothermal ore deposits (1st ed.) Holt Rinehart & Winston, New York, p. 278-403.

Panteleyev, A. (1988) A Canadian Cordilleran model for epithermal Gold-Silver deposits. In: Ore deposit models. Roberts, R.G., Sheahan, P.A. (eds.) Geoscience Canada, Ottawa, Reprint series, v. 3, p. 31-43.

Romberger, S.B. (1992) A model for Bonanza gold deposits. Geoscience Canada, v. 19, p. 63-72. White, N C. et Hedenquist , J. W. (1995) Exploring for epithermal gold deposits: end-member styles ands

characterisitcs. SEG Newsletter, v. 23, p. 1-13.

12

YACIMIENTOS EPITERMALES DE ORO Y PLATAIntroduccin2.2 Yacimientos epitermales de tipo "low-sulfidation" (o "adularia-sericita" o "hot spring") 2.3 Yacimientos epitermales de tipo "high-sulfidation" (o "acido-sulfato")2.4 Tipos de alunita2.5 Mecanismos de precipitacin del oroHigh sulfidation:Low-sulfidation:

2.6 Otros aspectos

Referencias