Criterios Geológicos Para La Evaluación de Sedimentarias Exhalativo Depósitos

8/19/2019 Criterios Geológicos Para La Evaluación de Sedimentarias Exhalativo Depósitos

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Criterios geológicos para la evaluación de sedimentarias exhalativo Depósitos

(Sedex) Zn-Pb-Ag

Por Poul Emsbo

ntroducción

depósitos de Sedex representan m!s del "# por ciento del mundial de $inc (Zn)

% plomo (Pb) &eservas ('ianen *+,) % proveen m!s del ." por ciento de la

producción mundial de estos dos metales (/ood0ello1 % 2%don .##3)4 5!s de

*.+ depósitos de este tipo han sido reconocidos en las cuencas sedimentarias

de todo el mundo (2each % otros .##"b6 /ood0ello1 % 2%don .##3)4 7na

recopilación de Sangster % 8illar% (.###) muestra 9ue los ma%ores de "

depósitos ocurren en ." cuencas sedimentarias de los cuales contienen m!s

de *# toneladas m:tricas ('5) combinados Pb ; Zn (roos &ange (? depósitos

por un total de @# millones de toneladas) &aasthan (" depósitos por un total

de .# millones de toneladas) Cinturón-Purcell ( * depósito de un total de *+

millones de toneladas) % la cuenca del &in (. depósitos por un total de **

millones de toneladas)4

2a literatura publicada contiene varias revisiones exhaustivas de in0ormación

descriptiva datos % modelos conceptuales o gen:ticas asB como las

evaluaciones geoambientales de depósitos (elle% % otros *++" sedimentaria-

exhalativo (Sedex)6 2%don *++"6 2each % otros .##"b6 /ood0ello1 % 2%don

.##3)4 Este in0orme se basa en sBntesis previas asB como en estudios tópicasde depósitos sedex para determinar los criterios descriptivos % gen:ticos

crBticos 9ue de=nen los depósitos de tipo sedex4 'ambi:n utili$aron en este

an!lisis son los estudios de la tectónica sedimentarias % evolución uida de las

cuencas sedimentarias modernas % antiguas4 El documento se centra en las

caracterBsticas geológicas de las seis cuencas sedex-depósitos de aloamiento

9ue contienen m!s de *# millones de toneladas de Zn ; Pb4 El enorme tamao

de los depósitos sedex sugiere 0uertemente 9ue los procesos geológicos a

escala de cuenca est!n involucrados en su 0ormación4 De ello se desprende

9ue las restricciones de balance de masa pueden 0ormar una base conceptual

para la evaluación de los mecanismos potenciales % la identi=cación de

indicadores geológicos de los procesos de 0ormación de mineral en las cuencas

sedimentarias4

El obetivo de este in0orme es utili$ar tanto la in0ormación descriptiva %

modelos conceptuales para identi=car los procesos crBticos para la 0ormación

de depósitos de Sedex4 El marco del modelo de depósito de mineral resultante

se basa en un Fen0o9ue de sistemas mineralesF (reu$er % otros .##,)4 El


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mineral es9uemas del sistema presentadas por diversos autores han di0erido

un poco pero los elementos crBticos de los procesos de 0ormación de mineral-

hidrotermales puede ser reducido a (*) 0uente de uidos (.) 0uente de ligandos

de mineral transportador (?) la 0uente de los metales (@) 2os controladores de

movimiento de uidos (") sistema de tuberBas o de las vBas () trampas 0Bsicas

% 9uBmicas de metal % (3) $onas de salida para la descarga de uidoshidrotermales gastados4 2os datos empBricos % la comprensión gen:tica de la

0Bsico-9uBmica geológica % las condiciones de e9uilibrio de masa necesarias

para cada uno de estos componentes necesarios para la 0ormación de mineral

ser!n utili$ados para establecer una erar9uBa de criterios geológicos

cuanti=cables 9ue pueden usarse en los próximos /eological Surve%

Evaluaciones Gacionales de los Estados 7nidos para sedex Zn-Pb-plata (Ag)

depósitos (Hohnson % otros .##,)4

&esumen 0uerte

El t:rmino sedex derivado de exhalativo sedimentaria (Carne % Cathro *+,.)se basa en la interpretación de 9ue los minerales de sul0uro =namente

laminadas o camas 9ue caracteri$an a este tipo de depósito representan los

sedimentos 9uBmicos precipitan a partir de uidos hidrotermales exhalado en el

0ondo del mar4 El uso de criterios gen:ticos para de=nir un tipo de depósito ha

provocado un debate considerable (2each % otros .##"b) deando a algunos

trabaadores a pre0erir nombres puramente descriptivos tales como depósitos

de Pb-Zn-Ag-es9uisto instalado o sedimentos aloados estrati0orme Zn-Pb

depósitos A/4 De acuerdo con la de=nición original de Carne % Cathro (*+,.)

los depósitos sedex han Fcamas o estrati=cados h cuerpos de sul0uros ricos

tabulares en pi$arras carbonosas u otros rocas cl!sticas de grano =no4F 2a

clase sedex-depósito se ha ampliado considerablemente por consiguiente

trabaadores para incluir varios tipos de %acimientos relacionados

gen:ticamente o geológicamente4 El modelo expuesto en el presente in0orme

se adhiere a la de=nición original de los depósitos sedex Debido a 9ue estas

variantes aun9ue 0ormado por procesos gen:ticos paralelos son

su=cientemente di0erentes como para re9uerir sus propios modelos4

Sedex depósitos de Pb-Zn-Ag est!n aloados en rocas sedimentarias marinas

dentro de las cuencas de ri0t intracratónicas o epicratonic4 2os depósitos se

producen en las pi$arras carbonosas en 0ase SA/ cuenca 0acies carbonato de

roca es9uisto o siltstone mosaicos 9ue 0ueron depositados en gruesassecuencias de ri0t-llenar los conglomerados las capas roas areniscas o

limolitas % m!=ca o rocas volc!nicas 0:lsicas4 2os depósitos muestran poca

espacial temporal o asociación gen:tica con las rocas Bgneas4 cuerpos de

mineral son generalmente tabular o estrati0orme % se locali$an en las

subcuencas controlados por 0allas m!s pe9ueas cerca de las m!rgenes de los

principales depocentros4 minerales de sul0uro laminados o camas 9ue est!n

aloados en carbonoso % pirita es9uistos de grano =no % limolitas de=nen este


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tipo de depósitos4 2os principales minerales de mena blenda % galena se cree

9ue han precipitado o

?

usto por debao del 0ondo del mar de caliente (I *## J a .## J centBgrados (C)

solución salina (*# a ?# por ciento de sólidos disueltos totales) salmueras decuenca 9ue ascendBa a lo largo de 0allas sinsedimentarias cuencas de control4

2a deposición % el secuestro de metales se produeron por la precipitación del

sul0uro minerales como resultado de la me$cla de salmuera-transporte de

metal % 8.S derivados localmente producidos por reducción bacteriana (% tal

ve$ termo9uBmico) de sul0ato de agua de mar local4

/eológico regional % tectónica 5edio Ambiente

depósitos Sedex Zn-Pb-Ag se producen en las cuencas sedimentarias

generadas ri0t (2%don *++"6 2each % otros .##"b6 /ood0ello1 % 2%don .##3)4

Aun9ue ri0ting puede ocurrir en otros regBmenes tectónicos como los sistemasintracratónicas 0allidos ri0t (5t4 sa-5cArthur >asins tal ve$ la correa-Purcell)

m!rgenes pasivos dislocados epicratonic (Sel1%n Cuenca gama de los

arro%os) % distales copias de arcos (cuenca del &in ) las cuencas sedex

comparten una ar9uitectura comKn4

El an!lisis de sedex-depósitos de aloamiento cuencas sedimentarias por

grande (*+,# *+,?) estableció una relación entre los depósitos % la

ar9uitectura sedex cuenca4 Esta relación 9ue ha sido veri=cado por una

multitud de estudios posteriores (/rande *+,#6 2%don *++"6 elle% % otros

.##@6 grandes % otros .##"6 2each % otros .##"b6 /ood0ello1 % 2%don .##3)

consiste en la hecho de 9ue los depósitos se producen en sedex de extensión

delimitada por culpa de primer orden epicontinentales % cuencas

intracratónicas con dimensiones superiores a los *## ilómetros (m)4 Dentro

de las cuencas de primer orden de segundo orden cuencas estructuralmente

controladas se producen en una escala de decenas de ilómetros % son

controlados por estructuras semigraben4 estructuras de segundo orden se

caracteri$an por cambios bruscos en 0acies % isopacas % por la ocurrencia de

uos de escombros intra0ormacionales % brechas4 2as 0altas sirven como

conductos de uidos hidrotermales 9ue se centraron las salmueras de los

estratos sub%acentes en el 0ondo del mar para 0ormar los depósitos4 cuencas

de tercer orden en la escala de unos pocos ilómetros representan mBnimosbatim:tricas 9ue son ambientes de depósito de baa energBa euxBnicas

dominados por rico en materia org!nica pirita el es9uisto de grano =no %

lutolita4 cuencas de tercer orden proporcionan entornos batim:tricas %

9uBmicas ideales para densa de abao hacia abra$os salmueras metalB0eros

para acumular % reaccionar con 8.S derivados localmente para 0ormar

minerales de sul0uro 9ue componen el mineral4


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2a evolución estratigr!=ca de las cuencas de ri0t sedex-depósitos de

aloamiento se puede dividir en dos 0ases4 2a 0ase grieta se caracteri$a por una

de @ a *" m de espesor acumulación de sedimentos gruesos continentales

cl!sticos (conglomerados capas roas areniscas % turbide$) con en muchos

casos las sucesiones volc!nicas subordinadas relacionadas ri0t4 subsidencia

t:rmica de los m!rgenes de la cuenca una consecuencia natural de la Kltimaetapa de ri0ting continental provoca una migración hacia el interior de los

m!rgenes de la cuenca % la deposición de sedimentos en 0ase hundimiento de

la plata0orma de poca pro0undidad (Einsele .###)4 2a 0ase de hundimiento

rocas carbonatadas aguas poco pro0undas % es9uistos de grano =no % limolitas

=nalmente transgreden % lavabo cubierta grieta-llenan depocentros4 Con la

excepción del depósito Sullivan en Canad! los depósitos sedex se aloan en *

a secuencias de @ m de espesor de aguas poco pro0undas sedimentos de

grano =no hundimiento de 0ase4

'eorBa de la 0uerte 0ormación

adham *+,*6 2%don *+,?)4 Aun9ue el estudio directo de los uidos de

mineral sedex ha sido limitado algunos estudios de lB9uido de inclusión

robustos han veri=cado 9ue los depósitos sedex 0orman a partir de *## J a .##

J C salmueras con salinidades entre *#-?# por ciento en peso de sólidos

disueltos totales ('DS) (/ardner % 8utcheon *+,"6 Ansdell % otros *+,+6

>resser *++.6 2each % otros .##@6 Polito % otros .##)4 A pesar de laimportancia de la g:nesis de los depósitos sedex la 0uente o 0uentes de sal

disuelta (% agua) en la 0ormación de las salmueras de mineral-es

@

no se entiende bien4 8istóricamente la disolución directa de evaporitas en la

tra%ectoria del uo de las aguas meteóricas M marina ha sido la 0uente

pre0erida para las sales disueltas (/ood0ello1 % otros *++?6 2%don *++")4

Aun9ue evaporitas se 0orman comKnmente temprano en la grieta-secuencias

una de=ciencia de la hipótesis de sal-evaporite segKn ha destacado 2%don

(.##@) es 9ue evaporitas no han sido reportados en las secuencias de la grietade cual9uier cuencas sedimentarias de aloamiento depósitos sedex4 Ltras

0uentes propuestas de sal son uidos connate atrapados en los sedimentos

durante el enterramiento (2%don *++"6 /arven % otros .##*6 Nang % otros

.##@6 grandes % otros .##"6 Nang % otros .##) % el inuo de la gravedad de

las salmueras residuales generado por la evaporación de agua de mar en

plata0ormas coet!nea de deposición de sedex-depósito de acogida rocas


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(Davidson *++,6 2each % otros .##@6 2%don .##@)4 estimaciones ra$onadas

bien sugieren 9ue se re9uieren miles de ilómetros cKbicos de salmuera para

0ormar depósitos o distritos (/ood0ello1 % otros *++?6 /arven % otros .##*6

Cathles % Adams .##") sedex grandes4 ndependientemente de la 0uente de

salmuera se re9uieren procesos a escala de cuenca para producir este

volumen extraordinariamente grande salmuera4 Por lo tanto lo 9ue limita lasposibles 0uentes de salmuera dentro de una cuenca puede permitir una

evaluación e0ectiva de su potencial para albergar depósitos sedex4

2os estudios isotópicos estables % geo9uBmicas % radiog:nicos de salmueras de

la cuenca modernos han identi=cado dos procesos para la generación de

salmueras de alta salinidad en las cuencas sedimentarias en Kltima instancia

tanto en relación con la evaporación del agua de mar suba:rea (8anor *++@).

Las principales solutos en las salmueras de cuenca se derivan de

cualquiera de salmuera residual que se infltró hacia abajo en

secuencias sedimentarias subyacentes durante la evaporación o

disolución de minerales evaporíticos (principalmente de halita) en elsubsuelo. 7n tercer mecanismo propuesto =ltración de membrana no se ha

demostrado en ambientes naturales % es insostenible para la producción a gran

escala de las salmueras de alta salinidad (8anor *++@)4 2as proporciones de

solutos discriminan entre las dos 0uentes de salmuera probables en las

salmueras de cuenca modernos (&ittenhouse *+36 Carpenter *+3,)4 Ambos

elementos extremos asB como sus me$clas se reconocen en las cuencas

sedimentarias modernas pero la principal 0uente de sal en la ma%orBa de las

cuencas incluso a9uellos llena de sal es la salmuera residual (Carpenter

*+3,6 haraa % otros *+,36 Oalter % otros *++#6 5oldovan%i % Oalter *++.6

8anor *++@ *++)4

Guevos datos de la inclusión de soluto uidos de seis depósitos (sedex siglo

5cArthur &iver Sullivan &ed Dog Carga de Oatson Silver ing) demuestran

9ue los minerales contienen salmuera residual derivada de la evaporación del

agua de mar4 El Cl M >r % Ga M >r relaciones molares de los seis depósitos de

ploteo en o cerca de la lBnea de agua de mar evaporación4 2os datos implican

9ue la 0uente primaria de la salinidad de los uidos 9ue 0ormó los depósitos

sedex se concentró por evaporación de agua de mar4 Por otra parte la trama

de datos en el centro del campo relativamente pe9ueo de composiciones de

5ississippi alle%-tipo (5') salmueras de cuenca lo 9ue sugiere 9ue

comparten un origen comKn4 Es signi=cativo 9ue casi la totalidad de los valoresde Cl M >r est!n por debao del valor por el agua de mar moderna de 3# % van

hasta ..# lo 9ue indica 9ue las salmueras 0orman a partir de agua de mar

cerca de la saturación halita4 2a similitud entre composiciones de uido de los

depósitos de Sedex % 5' con=rma hipótesis anteriores 9ue los dos tipos de

mineral 0orman a partir de uidos de orBgenes similares4 Debido a 9ue ninguno

de los tipos de depósito proporciona evidencia para la disolución halita como

0uente primaria para el uido de los padres las salmueras residuales se


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consideran 0undamentales para la g:nesis de todos los depósitos de Zn-Pb-Ag-

cuenca aloada4

Se ha demostrado 9ue la evaporación de grandes volKmenes de agua de mar a

la saturación de la sal re9uiere condiciones especB=cas inclu%endo la

circulación mu% restringido en los entornos de la plata0orma poco pro0undas

causadas por barreras tales como marcos de o arreci0es 9ue permite la

evaporación exceda de la auencia de agua de mar 0resca6 % las posiciones

paleolatitud de ." J Q *# J caracteri$an por climas !ridos calientes en los 9ue

la evaporación excede la precipitación (Oarren .##)4 7na caracterBstica

notable de las cuencas sedex es 9ue est!n bordeados por inusualmente grande

(*#" % *# ilómetros cuadrados (m.)) de aguas someras plata0ormas de

carbonato epeiric 9ue representan ambientes sedimentarios ideales para la

generación de salmuera4 2a evidencia de los entornos de evaporación en la

cuenca SA/-secuencias marginales se ha observado en varias cuencas

(Davidson *++,6 2each % otros .##@6 2%don .##@6 /ood0ello1 % 2%don .##3)

% reconstrucciones paleolatitud indicar 9ue las cuencas sedex estaban enlatitudes m!s propicias a la evaporación durante su 0ase SA/ (/ood0ello1 %

otros *++?6

"

2each % otros .##"a)4 Entre los seis principales cuencas sedex considerados

en este an!lisis (=g4 *) todos tienen secuencias de plata0ormas de evaporación

con minerales evaporBticos (principalmente anhBdrido % algunos de halita)

brechas 0ormadas por la disolución de sal o escapar o dolomiti$ation regional4

Adem!s como se describe a continuación el momento de la evaporación se

correlaciona en el tiempo con la 0ormación de mineral4

Criterios de evaluación deducidas geológicas

R El estudio de las cuencas sedex combinados con nuevos datos a los uidos

de inclusión muestran 9ue los depósitos sedex 0orman a partir de las salmueras

residuales generadas por la evaporación del agua de mar4 Debido a las grandes

!reas de plata0orma necesarios para producir los volKmenes de salmuera

necesaria para 0ormar depósitos sedex sedimentos evaporativos deben ser

registrados en el registro sedimentario plata0orma en o por debao intervalos

estratigr!=cos potenciales4 2os indicadores inclu%en minerales evaporBticos

(anhidrita algunos de halita) brechas 9ue indican la disolución de sal oescapar % la plata0orma dolomiti$ada regional4 Estos indicadores son

observables en las seis cuencas de depósito de aloamiento sedex evaluadas

a9uB4

R reconstrucción paleolatitud de las cuencas es un m:todo e=ca$ para

determinar si es probable 9ue han experimentado la evaporación del agua de

mar durante su historia una cuenca % tal reconstrucción puede proporcionar un


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m:todo e=ca$ para la detección de las cuencas de los posibles depósitos de

sedex4

R 2a ausencia de disolución de sal en el lB9uido 9ue se 0ormó depósitos sedex

combinados con la 0alta de evaporitas en las secuencias de la grieta de

cuencas sedex-depósito de aloamiento sugiere 9ue evaporitas en la vBa de

uo de uido no son esenciales para la 0ormación de depósitos de Sedex4


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sedimentarias % ?# J C M m se supone comKnmente como el lBmite superior en

los modelos de diversos procesos en las cuencas sedimentarias (&aVensperger

% lassopoulos *+++6 2in % otros .###6 Armstrong .##")4 En teorBa el uo de

calor de super=cie en las regiones continentales es tBpicamente de "# a "

megavatios M metro cuadrado (mO M m.) la media global

continental uo de calor de super=cie "3 mO M m. ('urcotte % Schubert *+,.)4

Debido a la producción de calor in0erior a la media en las rocas sedimentarias

los uos de calor basales en las cuencas sedimentarias deben abarcar una

gama similar excepto en las cuencas de ri0t activos donde los uos de calor

basales pueden llegar a +# mO M m.4 2as rocas sedimentarias tienen

tBpicamente conductividades t:rmicas de *4" a .4" vatios M grado metros M

Celsius (O M m J C) (Clauser % 8uenges *++")4 Si suponemos un alto uo basal

de calor de # mO M m. no produce calor interno % una conductividad t:rmica

de . O M m J C luego un gradiente de temperatura de ?# J C M m durante la0ase de hundimiento de una cuenca sedimentaria es posible4 Con una

temperatura de la super=cie anual media tBpica de *" J C este gradiente

t:rmico dar! lugar a una temperatura de *#" J C a una pro0undidad de ? m4

De allB el ? ilómetros es una estimación conservadora del espesor total de

sedimentos re9uerido para 0ormar un depósito sedex4 Esta conclusión se ve

apo%ada por el hecho de 9ue los minerales en las seis cuencas sedex m!s

importantes (


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es en Kltima instancia controlada por la capacidad de amortiguación litologBa %

redox de los sedimentos de la cuenca de relleno4

Debido a su control dominante sobre la solubilidad de metal la concentración

de 8.S es un par!metro importante en los procesos de cuenca4 En lo pro0undo

el sul0uro de hidrógeno se genera en las cuencas sedimentarias de la reducción

termo9uBmica sul0ato ('S&) asB como por la descomposición t:rmica del

erógeno carbón % aceites de alto contenido de a$u0re (8unt *++)4 Es

signi=cativo 9ue todos estos procesos implican carbono org!nico 9ue es

consistente con las observaciones 9ue indican 9ue la cantidad de 8.S en

taladros pro0undos se correlaciona con el contenido de materia org!nica en las

rocas circundantes (2e 'ran *+3.)4 Adem!s de la generación de 8.S un

control 0undamental de la concentración de 8.S en salmueras sedimentarias

es su eliminación por reacción con


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los depósitos de Zn-Pb-Ag4 Por otra parte dentro de las cuencas m!s

pro0undas sólo hori$ontes estratigr!=cos 9ue recubren m!s de ? m son

prospectivo4

R sedimentos oxidado s%n-ri0t son ideales para amortiguar las rocas de mineral

de uidos a composiciones necesarias para la captación de metal % el

transporte debido a sus contenidos de


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ciento de lixiviación e=ciente el transporte % la precipitación de Zn en la

0ormación de mineral de sitio para proporcionar el de metal para un depósito

sedex de clase mundial4

Por masa total el a$u0re es el elemento m!s enri9uecido en depósitos sedex4

Estudios isotópicos han demostrado 9ue el a$u0re se origina a partir de sul0ato

marino 9ue se reduce a sul0uro de por reducción bacteriana o termog:nica4 Es

poco probable 9ue el agua lacustre 9ue es tBpicamente dos órdenes de

magnitud in0erior en sul0ato serBa capa$ de suministrar sul0ato su=ciente para

secuestrar el metal en un depósito importante sedex4 Si bien se ha propuesto

9ue algunos depósitos sedex 0ormados en ambientes lacustres (ver la discusión

en /ood0ello1 % otros *++?) esta interpretación es incompatible con tra$as de

isótopos de a$u0re marino % no est! respaldada por la evidencia paleontológica

o sedimentológico4 El re9uisito de a$u0re reducido derivado de sul0ato de

marina tambi:n puede tener importancia secular4 Por eemplo la ausencia de

depósitos sedex Archean puede ser una consecuencia de un oc:ano bao

sul0ato de in0erido por el tiempo Arcaico (2each % otros .##"a6 2%ons % otros.##6 /ood0ello1 % 2%don .##3)4 'ambi:n se ha sugerido

,

9ue una correspondencia entre los depósitos sedex % eventos anóxicos

globales puede reear la reducción de los perBodos en 9ue las condiciones

0avorecidas generación de sul0uro % precipitación e=ciente % preservación de

sul0uros met!licos ('urner *++.)4


R consideraciones de balance de masas sugieren 9ue miles de ilómetros

cKbicos de ri0t-llenan se re9uieren sedimentos cl!sticos gruesos para

suministrar la cantidad de metal en un depósito importante sedex4 Esta

observación sugiere 9ue el volumen de las secuencias de distanciamiento de

llenado debe ser reconocible en la escala de cuenca para una cuenca 9ue sea

posible4 Por otra parte el volumen de roca 0uente disponible dentro de una

cuenca puede poner un lBmite en la cantidad m!xima de metal 9ue puede ser

extraBdo % se =a en los depósitos sedex4

R El agua de mar puede ser necesaria para abastecer de a$u0re para un

depósito sedex4 Si es asB la evidencia de las condiciones marinas deberBa serevidente en los intervalos estratigr!=cos 9ue los depósitos sedex an=trión4

R El re9uisito de sul0ato de marina como 0uente de a$u0re reducido puede

limitar la 0ormación de depósitos de sedex Protero$oico %


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5Kltiples perBodos de minerali$ación sedex lo largo de la misma depocentro

9ue es una caracterBstica de la ma%orBa de las cuencas de Sedex tambi:n es

di0Bcil de explicar con este modelo4 modelos de compactación impulsado por

re9uerirBan de e9uilibrado en toda la cuenca de presiones de uido % completa

la compactación de la columna sedimentaria para producir el volumen % el uo

de las salmueras necesarios para 0ormar un depósito sedex sustancial4 Por lotanto el incumplimiento de un exceso de presión del depósito % posterior

compactación % compresión de la columna sedimentaria debido a la p:rdida

irreversible de la porosidad % permeabilidad debe ser un evento de una sola

ve$ dentro de una cuenca4

5odelos convección libre

uo de uidos por convección se ve 0avorecida por muchos trabaadores para

dar cuenta de la 0ormación de depósitos sedex (&ussell % otros *+,*6

/ood0ello1 % otros *++?6 /arven % otros .##*6 grandes % otros .##")4 /arven

% (.##*) los modelos num:ricos de los dem!s comparar previamentepropuesto modelos de uo de uidos inclu%endo la compactación de

sedimentos la convección libre % topogr!=camente conducidos en un uo de

elementos =nitos geológicamente mu% limitado de malla a trav:s de la cuenca

del sur de 5cArthur4 Conclu%eron 9ue el mecanismo m!s probable para la

0ormación del depósito rBo 5cArthur era convección libre impulsado por las

variaciones de densidad 9ue resultaron de gradientes geot:rmicos normales4

Propusieron un modelo hidrológico de dos etapas similar al modelo de estratos

acuB0eros de 2%don (*+,? *+,)4 En la primera etapa salmueras 0ormadas por

disolución halita o evaporación in0unden sedimentos cl!sticos 9ue sirven de

0undamento durante la 0ase de desarrollo de la cuenca del &i0t4 El entierro de

las 0ases del &i0t sedimentos cl!sticos de baa permeabilidad sedimentos en

0ase SA/ se cree 9ue ha promovido la 0ormación de un depósito de salmuera

aislado en el 9ue las c:lulas de convección desarrollados % persistBan debido a

la estabilidad tectónica por alrededor de 3# 54N4 la circulación convectiva de

larga vida se piensa 9ue es crucial %a 9ue promueve la compactación de los

metales de las rocas del %acimiento % el desarrollo de las salmueras ricas en

metales4 Durante la segunda etapa del modelo la ruptura de la supra%acente

Acuitardo por 0allas grandes paralelo de alto !ngulo normal establece una

c:lula convectiva recarga-descarga 9ue permite a las salmueras de

%acimientos ricos en metal caliente 9ue subir a una 0alla mientras se sustitu%e

por agua de mar 0rBa descendiendo a lo largo de una 0alla simp!tico4 /arven %otros (.##*) calculan 9ue el contenido de $inc lB9uidas de *4### ppm serBan

su=cientes para transportar los .# millones de toneladas de $inc contenido en

el depósito de 5cArthur &iver en 3 54N4 2a duración de 3 54N4 mientras

plausibles se considera un lBmite superior para la duración de los sistemas

hidrotermales sedex4 7sando una estimación m!s conservadora de *## ppm de

Zn en solución darBa un insostenible 3# 54N4 para 0ormar un depósito sedex de

clase mundial4 Adem!s Nang % otros (.##@) acoplado transitoria de uo de


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uido el calor % el modelado de transporte de solutos en la misma malla de

elementos =nitos utili$ado por /arven % otros (.##*) % de este modo

demostraron 9ue los resultados del modelo son mu% sensibles a 0allos %

acuB0ero especB=ca geometrBas % estructura de la cuenca de salinidad4 Por

eemplo la estructura de la salinidad observa en la ma%orBa de las cuencas

modernos con los m!s altos salinidades en la parte in0erior de la cuencare9uerirBa gradientes t:rmicos poco realistas para mantener la convección4

Aplicación de un modelo de uo de uidos por convección al depósito &ed Dog

re9uiere uos paleoheat de *"#-*# mO M m. para conducir la convección

hidrot:rmica (/arven % otros .##?)4 Este uo de calor es al menos tres veces

m!s alto 9ue los uos de calor 9ue se han medido en el hundimiento de la 0ase

de las cuencas moderna % es aproximadamente el doble de los de las cuencas

de 0ase ri0t (v:ase m!s arriba)4 Go ha% evidencia geológica se ha encontrado

para apo%ar los uos paleoheat de esta magnitud en las cuencas sedex4

Ltro problema potencial con los modelos de convección es 9ue sin recarga de

nuevo salmuera en el sistema ha% un problema potencial con balance de masade sal particularmente en cuencas con mKltiples eventos minerali$antes4 Por

eemplo las simulaciones por Nang % otros (.##@) muestran un agotamiento de

la salinidad depósito a aproximadamente *# por ciento 'DS despu:s de cerca

de #4### aos4 7n descenso de la salinidad a *# por ciento limitarBa a la

solubilidad de Zn * ppm (ver sección anterior)4 Del mismo modo las

consideraciones de balance de masa sugieren 9ue incluso suponiendo una

concentración de $inc lB9uido de *4### ppm se necesitarBan .## m? de

salmuera para 0ormar un gran depósito sedex 9ue si suponemos

aproximadamente *# por ciento de porosidad se corresponde con

*#

todo el volumen modelo de %acimiento4 El uso de concentraciones m!s

conservadores de Zn de *# a *## ppm da volKmenes mBnimos de salmuera *#

a *## veces m!s grandes4 2a extracción de una masa grande tal de sal podrBa

potencialmente agotar la salinidad de toda una cuenca4 Por eemplo un uido

mineral con *## ppm Zn re9uerirBa la extracción de .4### m? de salmuera4 Su

sustitución por agua de mar (?" por ciento de sal) diluirBa un depósito Q

####-m? con *# por ciento de porosidad por debao del umbral de salinidad

*3 por ciento re9uerido para el transporte de Zn por lo 9ue es di0Bcil hacer un

depósito m!s adelante en la cuenca4 En general las consideraciones debalance de masa sugieren 9ue varios grandes eventos sedex en la misma

cuenca como es caracterBstico de importantes cuencas sedex (=g4 *)

re9uerirBan reposición de salmuera un 0enómeno 9ue no se contabili$a en los

modelos de uo de convección actuales4

'opogr!=camente propulsados por uo de 5odelo


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Se han propuesto modelos de uo topogr!=camente impulsadas similares a los

propuestos para los depósitos 5' % de tipo irland:s para depósitos sedex4 Sin

embargo ha% poca evidencia de los cinturones orog:nicos de escala regional

9ue habrBa proporcionado la alta elevación re9uerida para conducir el uo de

uido regional en el momento de la 0ormación de sedex-mineral (/ood0ello1 %

otros *++?6 grandes % otros .##")4 /arven % otros (.##*) determinaron 9uelos m!rgenes de las cuencas elevadas establecidos durante la dislocación es

poco probable 9ue condu$ca su=ciente uo de uido4 Por otra parte los

depósitos sedex se 0orman durante la subsidencia t:rmica cuando cuencas

est!n bordeados por las plata0ormas de carbonato grandes de bao relieve 9ue

se extienden por cientos de ilómetros de distancia del borde de la cuenca4

Densidad propulsados por uo de uidoW 7n uo de uidos nuevo modelo

Como se sealó anteriormente los nuevos datos inclusión uido de soluto

sugieren 9ue los depósitos de Sedex se 0orman a partir de salmuera residual

9ue resulta de la evaporación de agua de mar4 2a correspondencia generalentre el momento de la minerali$ación % la intensa evaporación en los

m!rgenes de la plata0orma % la posición de las cuencas sedex importantes en

paleolatitudes de alto por evaporación sugiere una relación causal4

2as secuencias grandes de aguas poco pro0undas de la plata0orma epeiric

carbonato (T *#" m.) 9ue bordean las cuencas sedex han demostrado ser

depositado en latitudes m!s propicias para las tasas de evaporación elevadas

(." J Q *# J)4 'enga en cuenta 9ue las reconstrucciones paleolatitud de

cuencas sedex de aloamiento 0anero$oicas por 2each % otros (.##"a) han

demostrado 9ue alrededor del ," por ciento de los minerales se depositaron en

tales paleolatitudes4 -Alta resolución estratigr!=ca bioestratigr!=ca % an!lisisgeocronológico de las seis cuencas sedex m!s 0:rtiles revela doce episodios de

minerali$ación 9ue corresponden exactamente con los perBodos discretos de

intensa evaporación del agua de mar en la plata0orma4 2a correspondencia

temporal entre la minerali$ación % la deposición de evaporitas sugiere una

relación causal4 2os resultados preliminares de un pro%ecto en curso EE4774

/eological Surve% establecido el uo de uido al modelo num:ricamente en

las cuencas sedex sugiere 9ue las salmueras residuales densos generados por

la evaporación del agua de mar se in=ltren los m!rgenes de la cuenca %

descender en %acimientos pro0undos permeables cl!sticasT m de espesor4

>rines u%a lateralmente a trav:s de tales secuencias cl!sticas hacia la cuencadel depocentro hasta expulsados al 0ondo del mar por los conductos de 0allo en

la cuenca distal4 caudales calculados para las simulaciones de densidad

impulsada superan a las de otros modelos de uo de uido cuando se asumen

los valores de permeabilidad similares4 7n aspecto importante de esta

modeli$ación es la inuencia 9ue la permeabilidad de la grieta-llenar

secuencias cl!sticas tiene sobre el uo de uido4 ligeras reducciones en la

permeabilidad de estas secuencias disminu%en signi=cativamente el uo de


16/27

uido a niveles prohibitivos para la 0ormación de mineral4 Por otra parte como

se demuestra por la modeli$ación de Hones % otros (.##.) de las salmueras de

reuo en plata0ormas de carbonato 0altas permeables a lo largo del borde de

la plata0orma har! 9ue algo de uido a convección hacia arriba en secuencias

poco pro0undas del borde de la plata0orma4 Esto podrBa explicar el uo de los

pe9ueos depósitos de tipo 5' comunes o superior dolomita temperatura 9uehan sido reconocidos en la ma%orBa de las plata0ormas de carbonato interior %

aproximadamente coet!nea de las 0acies de cuenca 9ue aloan los depósitos4

**

2os datos inclusión de soluto de uidos la correlación temporal entre la

0ormación de mineral % la evaporación de agua de mar % la modeli$ación

num:rica sugiere conuntamente 9ue el uo de uido de densidad impulsada

provocada por la evaporación del agua de mar es 0undamental para la

0ormación de mineral de sedex4 2a asociación entre los depósitos sedex %

sedimentos en 0ase SA/ puede tener menos 9ue ver con la inuencia de unacuitardo en el uo de uido de la cuenca 9ue con el desarrollo de un

ambiente de cuenca durante la 0ase SA/ 9ue se caracteri$a por las plata0ormas

de carbonato epeiric aguas poco pro0undas grandes capaces de generar

grandes volKmenes de salmuera4 Es interesante observar 9ue la cuenca de la

correa es inusual en 9ue un amplio margen plata0orma evaporación

desarrollado durante la 0ase grieta4 Por lo tanto un modelo impulsado por la

densidad puede explicar la aparición anómala del depósito Sullivan en los

estratos de 0ase distanciamiento de la cuenca4


R 2a relación empBrica % conceptual de grandes plata0ormas de carbonato

epeiric aguas poco pro0undas de evaporación % depósitos sedex sugiere 9ue

este ambiente sedimentario es 0undamental para la 0ormación de Sedex4

R 7n uido de uo modelo de densidad impulsado 9ue es apo%ado por la

correlación temporal entre la 0ormación de mineral % la evaporación del agua

de mar en los m!rgenes de la plata0orma supera muchos de los uos de masa

% sal de=ciencias e9uilibrio de lB9uidos de los modelos de uo de uido

previamente propuestos4

R 2a correlación temporal entre la 0ormación de mineral % la evaporación deagua de mar sugiere 9ue los intervalos estratigr!=cas distales 9ue son

coet!neo con intervalos de plata0orma 9ue presentan evidencia de condiciones

de evaporación (por eemplo evaporite minerales tales como la anhidrita %

algunos halita brechas 9ue indican la disolución de sal o escapar %

dolomiti$ation regional ) 9ue deberBan considerarse como altamente

prospectiva para la minerali$ación sedex4


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R El modelo de uo de uido de densidad impulsada sugiere 9ue las

reconstrucciones paleolatitud de cuencas sedimentarias pueden ser un

par!metro Ktil en la identi=cación de intervalos de tiempo especB=cos dentro

de las cuencas 9ue est:n en vBas de depósitos sedex4

R 5odelado de uo de uido indica 9ue la estructura permeabilidad de &i0t-

llenar secuencias cl!sticas es crBtico para el movimiento salmuera % la

0ormación de depósitos sedex4

R 2a ocurrencia de minerali$ación de estilo 5' % superior dolomita

temperatura a lo largo de los m!rgenes de la plata0orma pueden ser un 0uerte

indicador de los sistemas de uo de uido 9ue se 0orman depósitos de Sedex4

Conductos o vBas 9ue


18/27

9ue recubre evaporBticos es universal en las cuencas sedex4 Por otra parte los

sedimentos cl!sticos porosas en las secuencias de la plata0orma % del &i0t-

llenan los sedimentos en las secuencias m!s pro0undas de la Cuenca 5cArthur

han demostrado ser regionalmente metasomati$ado alcalino (Davidson *++,)4

7na consideración importante en la g:nesis sedex-mineral es el

comportamiento 0Bsico de los uidos en la inter0ase agua de mar o sedimentos4

Sangster (.##.) separa los depósitos de Sedex en ent-proximal % distal de

ventilación-tipos sobre la base de la presencia o ausencia de discordante

alimentador de ventilación o de $onas de soporte por debao del mineral de

estrati0orme4 En el caso de los depósitos de ventilación-proximal % a9uellos con

baa minerali$ación submarino de recambio como el depósito Anarraa9 en

Alasa (elle% % otros .##@) la acumulación de mineral grueso tiende a estar

en el margen de los sistemas de 0allo de alimentación4 En el caso de los

depósitos de ventilación-distal se cree 9ue la acumulación de metal para ser

controlado por la topogra0Ba 0ondo de la cuenca4 salmueras exhalado debido a

su densidad abra$an la parte in0erior % buscan mBnimos paleobath%metric en el9ue se acumulan como piscinas de salmuera4 5ientras 9ue abra$a salmueras

de abao se ha demostrado 9ue viaar grandes distancias en las cuencas

modernos (Sangster .##.) se cree 9ue la ma%orBa de los depósitos en sedex

cuencas de tercer orden controlados por 0allas restringida se encuentran

dentro de unos pocos ilómetros de los principales sistemas de 0allas4

subcuencas de tercer orden son generalmente reconocidos por su ma%or

proporción de 0acies reducidos 9ue contienen sedimentos p%ritic- % org!nicos

ricos aumentando espesores intrastratal % las variaciones de espesor %

direcciones de uo in0eridos de uos de escombros4


R 2as !reas dentro de unas pocas decenas de ilómetros de las grandes 0allas

de cuenca delimitadores 9ue controlan las 0unciones de segundo orden dentro

de las cuencas sedimentarias son mu% 0avorables4

R sinsedimentarias 0allamiento como se indica por abruptos % truncadas 0acies

lBmites en la transición de la plata0orma a la pendiente uos de detritos

gruesos brechas intra0ormacionales los cambios en los espesores de isopacas

% estructuras de asentamiento sinsedimentarias son indicadores mu% Ktiles de

hori$ontes estratigr!=cos 0avorables para el mineral4

R A escala local el aumento de los espesores de uo intrastratal % escombros

% el aumento de las concentraciones de materia org!nica % de pirita en los

sedimentos reducidos pueden ser usados como vectores hacia los mBnimos de

la cuenca donde se puede acumular % salmuera mineral de 0orma4


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R Amplia plata0orma dolomiti$acion de rocas carbonatadas % de la plata0orma-

!lcali alterado % en 0ase =sura sedimentos cl!sticos son 0uertes indicadores de

cuencas sedex productivos4

R A escala local los 0allos 9ue eran conductos de uido pueden ser

identi=cados por la alteración 1allroc con


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muestran 9ue el sedimento con el por ciento menos de * peso Corg contiene

tBpicamente menos de #" por ciento de peso Smetal % por lo tanto limita la

cantidad m!xima de $inc 9ue se podrBan precipitó a * peso porcentae

considerablemente por debao de lo 9ue es económica para los depósitos

sedex4 Por lo tanto Corg ciento contenidosT * peso se considera un indicador

de una roca de acogida 0avorable4

2as acumulaciones deT *1eight ciento Corg en los sedimentos marinos pueden

ser explicados por la anoxia 0ondo en aguas sostenida o tasas inusualmente

altas de producción de materia org!nica (&ollotter .##)4 Cuencas con

columnas de agua estrati=cados tales como los 9ue tienen agua hipersalina

parte in0erior son particularmente adecuados para el desarrollo de anóxico

basal al agua euxBnicas4 7n re9uisito para el desarrollo de agua euxBnicas es

9ue el uo de Corg debe ser su=ciente para agotar el suministro de aceptores

de electrones 9ue se 0avorecen con pre0erencia a sul0ato (L. GL? 5nL.


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metales del mineral de a % Si se observan a distancias de decenas e

incluso cientos de ilómetros de depósitos (/ood0ello1 % otros *++?6 2%don

*++"6 grandes % otros *++6 /rande % 5c/oldric *++,6 grandes % otros

.##"6 /ood0ello1 % 2%don .##3)4 Por otra parte la presencia de es9uistos

metalB0eros org!nicos ricos en toda la cuenca negros % PL@


22/27


R pi$arras metalB0eros org!nicos ricos en toda la cuenca negros % PL@


23/27

para la 0ormación sedex-mineral % se debe identi=car para un !rea para ser

permisivo4

R 2a 0uente de la salinidad de la salmueraW salmuera salina (T *3 por ciento

'DS) es necesario para 0ormar un depósito sedex4 se re9uieren procesos a

escala de cuenca para producir el volumen de salmuera necesario para 0ormar

un depósito4 Por lo tanto ( tales como minerales evaporBticos brechas 9ue

indican la disolución de sal o escapar o secuencias de plata0ormas regionales

dolomiti$ados) se re9uiere evidencia geológica directa para la generación de

solución salina salmuera4 En el caso poco 0recuente

diecis:is

donde los m!rgenes de la plata0orma est!n oscurecidos o 0altan debido a la

erosión o la interrupción tectónica reconstrucciones paleolatitud se pueden

utili$ar para determinar si una cuenca estaba en una latitud permisiva de la

evaporación de agua de mar durante su historia4

Criterios geológicos utili$a para evaluar la Prospectividad de permisivos 'racts

5uchos de los criterios geológicos de=nidos aun9ue no adecuado para limitar

tractos permisivas implicar directamente a los procesos de las cuencas e

hidrotermales 9ue pueden inuir en las estimaciones del nKmero tamao %

densidad de los depósitos no descubiertos dentro de tractos permisivas 9ue se

de=ne a9uB como el potencial de producción del tracto4 'ales criterios se

enumeran a continuación en orden de importancia decreciente4

R 2os depósitos u otros acontecimientos de sedex %a descubiertasW 'odas las

cuencas sedex conocidos contienen mKltiples depósitos en mKltipleshori$ontes4 Por lo tanto la ocurrencia de minerali$ación sedex-mineral es el

indicador m!s 0uerte de una cuenca prospectivo4

R Plata0orma Coeval por evaporación % org!nicos ricos en sedimentos de

cuencaW El an!lisis de las seis cuencas m!s 0:rtiles sedex de mineral de

aloamiento revela 9ue contienen *. episodios de minerali$ación 9ue se

corresponden con perBodos discretos de intensa evaporación del agua de mar

en la plata0orma % la 0ormación de es9uistos regionales anómalamente

enri9uecido en materia org!nica4 2a implicación es 9ue estos 0enómenos est!n

relacionados con la 0ormación de mineral de Sedex % 9ue su aparición

coincidente es un 0uerte indicador de la 0ormación sedex-mineral4

R 2as grandes evaporación de aguas poco pro0undas marinas m!rgenes

plata0orma carbonatada epeiricW 2as relaciones empBricas % gen:ticos

documentados a9uB sugieren 9ue las plata0ormas de carbonato son la 0uente

de las salmueras de mineral % proporcionan la unidad de uido para 0ormar

depósitos sedex4 2a ocurrencia de episodios mKltiples de la minerali$ación en


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las seis cuencas sedex m!s 0:rtiles sugiere 9ue una ve$ establecida la

ar9uitectura adecuada cuenca se 0ormar!n depósitos sedex cuando la cuenca

est! expuesta a las condiciones clim!ticas % plaeolatitude adecuadas para la

generación de salmuera4

R Lxidación de sedimentos en 0ase =suraW 2a observación empBrica estudios de

isótopos radiog:nicos % 9uBmica o uo de uidos espect!culo de modelado 9ue

las secuencias de .-@ ilómetros de espesor grueso de s%n-ri0t continentales

sedimentos cl!sticos (conglomerados areniscas roas camas turbiditas %

sucesiones volc!nicas subordinadas) siempre 9ue los metales para los

depósitos sedex4 Lxidado (Corg baa % alta a 5n


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R Ar9uitectura de CuencaW A escala regional las !reas dentro de decenas de

ilómetros de 0allos cuenca delimitadores grandes vivido largo 9ue controla las

caracterBsticas de las cuencas de segundo orden son mu% 0avorables4 2a

estrecha asociación de 0allas sinsedimentarias (reconocido por las

caracterBsticas de la región a la estratigra0Ba local o la ar9uitectura cuenca

como 0acies abruptos % truncadas lBmites en transición-plata0orma a lapendiente uos de detritos gruesos brechas intra0ormacionales los cambios

en isopacas % estructuras de asentamiento sinsedimentarias) indica hori$ontes

estratigr!=cas 0avorables % puede ser utili$ado para vector hacia estructuras

9ue pueden haber sido conductos de mineral de uido4

R anomalBas geo9uBmicas o $oni=caciónW A escala local el aumento de la

materia org!nica % la pirita % las concentraciones de elementos tra$a (%

proporciones) en sedimentos reducidos pueden ser utili$ados como vectores

hacia $onas 0avorables para el mineral4 alteración hidrotermal compuesto de


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proporciones de metal-a$u0re de minerales de sul0uro el medio ambiente

gossan puede ser !cido con p8 "4 Algunos gossans tambi:n pueden contener

minerales de plomo-manganeso secundarios solubles asB como sul0atos

secundarios de hierro aluminio % potasio 9ue pueden disolver durante las

tormentas periódicas 9ue dan lugar a impulsos a corto pla$o de las aguas de

super=cie altamente !cido metalB0eras4

Ltro

-Lcurrir en secuencias sedimentarias marinas de

divisiones intracontinentales - o entornos similares

R Espacialmente asociado (intercaladas) con el de cuenca (cl!stico)

rocas sedimentarias

X mineral menudo estrati0orme al menos en parte

R 2os minerales depositados en el 0ondo marino en tectónicamente controlada

cuencas de segundo o tercer orden

R X otra clase de depósitos submarinos de=nitivamente

R metales del mineral principales son Zn Pb % Ag

X por lo general en la blenda % galena

R Cu es menor o subsidiaria

R Lre es intercaladas con sul0uros


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(migración de uidos salinos) connate de cuenca - 0uente de calor sub-

volc!nica implBcita4

gradiente geot:rmico normal puede conducir el uo de uido (no siempre se

necesita para magmatismo)4

R 2os sedimentos son normalmente cl!stico4

R >rines se oxidan4

R

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Criterios Geológicos Para La Evaluación de Sedimentarias Exhalativo Depósitos