Formación Temprana de Pirita y Permeabilidad
La formación de pirita es un proceso clave en la génesis de depósitos minerales, influenciado por la reducción biogénica de hierro en sedimentos superficiales y la posterior interacción con fluidos hidrotermales. La permeabilidad de las rocas juega un rol fundamental en el flujo de estos fluidos; generalmente, la permeabilidad disminuye con la profundidad, llevando a un flujo cada vez más controlado por fracturas y procesos de deformación. La sulfidación de hierro convierte gran parte del hierro original en pirita, lo cual se observa en diversas formaciones geológicas.
Interacción Fluido-Roca y Permeabilidad Mejorada
La interacción entre fluidos y rocas puede tanto aumentar como disminuir la permeabilidad, a través de procesos de sobrecrecimiento, cementación y disolución-precipitación. La disolución de carbonatos, especialmente la dolomita ferrífera, facilita la infiltración de fluidos y libera hierro para la formación de pirita en distritos como Carlin. La permeabilidad mejorada por reacción es más efectiva en rocas de grano fino debido a su mayor superficie de reacción.
Origen del Oro y Fuentes de Fluidos
La formación de depósitos de oro económicos requiere la interacción a escala de grano entre la roca fuente y el fluido proto-mineralizante, disolviendo fases auríferas y transportando el oro en complejos estables. Las principales fuentes de fluidos acuosos en la corteza incluyen aguas connatas, la deshidratación de arcillas y micas, procesos de metamorfismo y fusión parcial, así como la circulación profunda de agua marina o meteórica. La generación de fluidos es máxima durante el metamorfismo de bajo a medio grado.
Fluidos hidrotermales
Este documento explora los intrincados mecanismos detrás de la formación de depósitos minerales, con un enfoque particular en la evolución de las vías de flujo de fluidos hidrotermales y su relación con la mineralización de oro. A través del análisis de casos de estudio como el Distrito de Carlin, Sukhoi Log y Central Victoria, se examinan los roles cruciales de la formación temprana de pirita, la permeabilidad de las rocas, la interacción fluido-roca, las fuentes de fluidos y la deformación tectónica en la concentración de metales preciosos.
Vías mineralizadas
Las evidencias sugieren que la introducción inicial de oro ocurrió relativamente temprano en la historia geológica de estos depósitos, influenciada por sistemas hidrotermales orogénicos y la migración de hidrocarburos, tanto en ambientes extensionales como compresionales. La reactivación episódica de estas vías mineralizadas, controlada por la permeabilidad y estructuras geológicas, subraya la complejidad y la historia multifacética de la formación de yacimientos minerales.
Contenido Detallado:
Formación de Pirita
- Formación de Pirita:
- La reducción biogénica de hierro en ambientes sedimentarios superficiales pudo haber sido importante para la formación temprana de pirita en algunos yacimientos.
- La mayor parte de la pirita analizada se formó como resultado de la interacción posterior entre fluidos y rocas.
- La infiltración de fluidos hidrotermales está condicionada por la permeabilidad de las rocas.
- Con el aumento de la profundidad, el flujo de fluidos se vuelve más controlado por fracturas y acoplado a procesos de deformación.
- La historia del flujo de fluidos y el desarrollo de pirita reflejan la evolución de la permeabilidad de las rocas huésped.
- En el Distrito de Carlin, la sulfidación convirtió gran parte del hierro original en pirita (típicamente 1-4%).
- Un patrón consistente de sulfidación sugiere que ocurrió temprano en la historia de enterramiento o que hubo poca variación en la permeabilidad efectiva de las rocas huésped durante la posterior formación de pirita.
- En zonas periféricas de Goldstrike, se observa poca o ninguna pirita de tipo Carlin en la mayoría de las muestras.
- La distribución de pirita tardía (posterior a la litificación) puede estar controlada estructuralmente de manera sutil.
- Las morfologías de pirita coetáneas pueden ser muy variables, influenciadas por el ambiente químico y los sitios de nucleación.
- En Central Victoria, la interpretación del tiempo de formación de pirita ha evolucionado, vinculándose finalmente la pirita más temprana con la mineralización de oro del Silúrico Temprano.
- En Bendigo y Fosterville, la mayoría de la pirita (independientemente de su edad o morfología) está espacialmente relacionada con fallas.
- Se observa un desarrollo generalizado de pirita enriquecida en oro antes o al inicio de la foliación axial planar (S2).
- Algo de pirita enriquecida en oro se formó antes o al inicio del desarrollo de una foliación paralela a la estratificación (S1).
- El estudio de isótopos de plomo en la pirita proporciona claves sobre el origen y la sincronización de la formación de pirita y la introducción de oro.
- En la pirita, el oro y el plomo probablemente precipitaron del mismo fluido.
- Los datos isotópicos de plomo de la pirita pueden ayudar a correlacionar episodios de crecimiento de pirita y desarrollo de foliación en grandes áreas.
Flujo de Fluidos y Permeabilidad
- Flujo de Fluidos y Permeabilidad:
- La interacción fluido-roca puede aumentar o disminuir la permeabilidad a través de diversos procesos.
- La disolución parcial o completa de minerales formadores de rocas puede aumentar la permeabilidad.
- Las reacciones que forman ensamblajes minerales menos densos también pueden aumentar la permeabilidad.
- La disolución de carbonatos es un proceso importante en la sucesión huésped de Carlin.
- La disolución de dolomita ferrífera facilita una mayor infiltración de fluidos y libera hierro para la formación de pirita.
- El flujo de fluidos preferencial a lo largo de horizontes específicos puede reflejar una mayor porosidad conectada (primaria, relacionada con fracturas o resultante de interacciones fluido-roca previas).
- La permeabilidad mejorada por reacción puede operar más eficazmente en rocas de grano fino debido a su mayor superficie de reacción.
- Las unidades de grano grueso (flujos de escombros, areniscas) comúnmente están más alteradas y parecen haber sido acuíferos primarios.
- Los controles estructurales sobre la distribución de la pirita tardía pueden ser sutiles.
- El control estructural en la distribución de la pirita de tipo Carlin es evidente en Gold Quarry.
Origen y Transporte de Oro
- Origen y Transporte de Oro:
- Se requiere una interacción a escala de grano entre la roca fuente y el fluido proto-mineralizante.
- Debe haber un desequilibrio entre el fluido proto-mineralizante y las fases/minerales que contienen oro, llevando a su disolución parcial o completa.
- El oro se incorpora fuertemente al fluido.
- Los complejos de oro deben ser relativamente estables a lo largo de la vía de flujo «aguas arriba» de los depósitos.
- Para formar depósitos económicos, se requieren bajas concentraciones iniciales de oro en las rocas fuente, pero una alta capacidad del fluido para transportar oro, grandes volúmenes de fluido, focalización del fluido y eficiencia en la depositación del metal.
- La acumulación de oro en el núcleo anticlinal puede ocurrir mediante lixiviación.
Las principales fuentes de fluidos
- Fuentes de Fluidos:
- Las principales fuentes de fluidos acuosos en la corteza son las aguas connatas, la deshidratación de arcillas y micas, el metamorfismo, la fusión parcial y la circulación profunda de agua marina o meteórica.
- El potencial de generación de fluidos es mayor durante el metamorfismo de bajo a medio grado.
- La corteza antigua y profunda tiende a ser relativamente seca.
- En el modelo de mineralización del Silúrico Temprano en Central Victoria, se consideran aguas marinas estructuralmente atrapadas y fluidos metamórficos/hidrocarburos como posibles fuentes.
- Casos de Estudio:
- Distrito de Carlin: Es una de las áreas de estudio con evidencia inequívoca de un desarrollo generalizado de pirita sinsedimentaria a diagenética muy temprana y, localmente, un enriquecimiento significativo de oro. La disolución de dolomita ferrífera es importante.
- Sukhoi Log: Muestra una pirita estratiforme morfológicamente similar a la del Distrito de Carlin y Central Victoria, aunque la evidencia de deformación de sedimentos blandos no se conserva bien. La historia posterior de deformación y mineralización tiene mucho en común con Central Victoria. Se ha propuesto un modelo de mineralización sin-deformación, aunque el enriquecimiento de oro sin genético inicial no puede descartarse. La pirrotización de la pirita enriquecida en oro durante el metamorfismo progresivo y la alteración hidrotermal se identifica como un proceso clave para el enriquecimiento local de los fluidos hidrotermales.
- Central Victoria: La historia de la formación de pirita y su vínculo con la mineralización de oro ha sido objeto de revisión. La pirita se relaciona espacialmente con fallas, algunas iniciadas antes del plegamiento significativo. El desarrollo de pirita enriquecida en oro ocurrió antes o al inicio de la foliación S1 y S2. Los datos isotópicos de plomo sugieren una posible fuente mantélica para el plomo (y el oro asociado), implicando fluidos de origen profundo, aunque análisis posteriores no respaldaron completamente esta interpretación. La deformación en la Zona de Bendigo se atribuye a la Orogenia Benambrana del Ordovícico tardío-Silúrico temprano.
Deformación y Sincronización de la Mineralización
- Deformación y Sincronización de la Mineralización:
- En Central Victoria, la pirita framboidal pre-/sin-S1 se encuentra en esquistos alterados por carbonatos cerca de fallas/vetas y está deformada por la fábrica S1.
- La pirita framboidal sin-/post-S2 muestra variación en el aplanamiento, lo que sugiere un desarrollo progresivo durante el desarrollo de S2.
- Los elementos relativamente móviles (Pb, Ag, As, Sb, Au, Mo) se enriquecen en los dominios de clivaje S2, mientras que elementos inmóviles como el Al se agotan.
- El hierro se agota (en relación con el Ti) en los dominios de clivaje, y el hierro residual se encuentra principalmente en la pirita formada durante o después del desarrollo del clivaje.
- La pirita preexistente también es estable en los dominios de clivaje.
- Las diferencias en el momento aparente de los eventos de deformación en Bendigo y Fosterville pueden proporcionar información sobre las fuerzas impulsoras para la infiltración localizada de fluidos mineralizantes «tempranos».
- Se propone un modelo de mineralización sin-deformación similar para Sukhoi Log y Central Victoria.
ICPMS
- Isótopos de Plomo:
- Los estudios de isótopos de plomo en la pirita proporcionan pistas sobre el origen y la sincronización de la formación de pirita y la introducción de oro.
- En Central Victoria, los resultados iniciales de LA-ICPMS indicaron relaciones isotópicas de plomo anómalamente bajas para agregados de pirita pre-S2 auríferos y ricos en inclusiones de galena, lo que sugería una fuente mantélica. Sin embargo, análisis de mayor precisión no respaldaron esta interpretación.
- La firma isotópica de plomo de la pirita post-S2 alojada en la roca de pared en Bendigo es similar a la de la pirita aurífera alojada en el arrecife.
- Los nódulos de pirita pre-S2 en Fosterville muestran firmas isotópicas de plomo consistentes con el extremo cortical de una isócrona de mezcla corteza-manto de ~450 Ma para el Orogeno Lachlan Oriental.
Autor y Fecha de Publicación:
- Autores: Robert Scott & Ross Large (CODES), Poul Emsbo (USGS).
- Fecha de Publicación: No se especifica una fecha de publicación explícita en el documento proporcionado.
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