Yacimientos minerales
Este estudio pionero presenta una metodología analítica robusta para la caracterización composicional de pirita de grano fino (<5 μm), un desafío significativo en la investigación de yacimientos minerales. El objetivo principal es distinguir diferentes tipos de pirita según su origen: sinsedimentario-diagenético temprano, hidrotermal y metamórfico. A través del análisis de oligoelementos (incluyendo Pb) y composiciones isotópicas de S, se busca desarrollar criterios químicos de discriminación fiables para estos tipos de pirita.
SEDEX
La limitación impuesta por el pequeño tamaño de grano, que dificulta el análisis «limpio» de granos individuales mediante LA-ICPMS (con un tamaño de punto mínimo de 6-8 μm), se aborda mediante un enfoque sistemático de múltiples pasos. Este enfoque combina el estudio de las relaciones paragénéticas y de sobreimposición, con análisis LA-ICPMS de «bordes» para detectar sobrecrecimientos hidrotermales/metamórficos.
Mineralización de oro tipo Carlin
Se explora el uso de diferentes tamaños de punto láser para optimizar la resolución espacial en granos individuales y lograr mejores límites de detección para una caracterización completa de los oligoelementos. El documento presenta casos de estudio ilustrativos, como los de Gold Quarry y West Barrel, donde se aplica esta metodología para diferenciar generaciones de pirita y su relación con la mineralización de oro tipo Carlin y horizontes SEDEX. Se subraya la importancia de comprender la paragénesis de los sulfuros y el efecto de tamponamiento de la roca en la composición de la pirita para una interpretación precisa de los datos geoquímicos.
Contenido Detallado:
Objetivos Primarios de la Investigación P923
- Distinguir entre pirita sinsedimentaria-diagenética temprana, hidrotermal y metamórfica.
- Determinar la composición de oligoelementos (±Pb) y isótopos de azufre (S) de los diversos tipos de pirita identificados.
- Desarrollar criterios químicos robustos para la discriminación de tipos de pirita.
El Desafío del Análisis de Pirita Fina
- La pirita temprana (y a veces la tardía) presenta un tamaño de grano extremadamente fino (<<5 μm).
- Esto impide análisis «limpios» de granos individuales mediante LA-ICPMS, cuyo tamaño de punto mínimo es de 6-8 μm.
- Existe el potencial de análisis «mixtos», donde la composición de oligoelementos refleja más de un tipo/generación de pirita.
Compromiso entre Resolución Espacial y Límites de Detección
- Resolución espacial fina: requiere puntos láser de pequeño diámetro para el análisis de granos individuales o zonas de crecimiento discretas en pirita de grano fino.
- Mejores límites de detección: se logran con puntos láser de gran diámetro, mejorando la caracterización de oligoelementos, pero con el riesgo de obtener señales «mixtas» de pirita multi-etapa.
Enfoque Metodológico Paso a Paso
- PASO 1: Establecer restricciones paragénéticas y de sobreimposición para determinar la secuencia temporal relativa del crecimiento de la pirita.
- PASO 2: Realizar pruebas de LA-ICPMS en los «bordes» de granos individuales de pirita para detectar posibles sobrecrecimientos hidrotermales/metamórficos.
- PASO 3a: Si no se detectan bordes composicionalmente distintos:
- Se pueden analizar agregados más grandes de pirita de grano fino textural y morfológicamente similar utilizando puntos láser más grandes.
- Esto permite mejores límites de detección y una caracterización más completa de los oligoelementos.
- PASO 3b: Si se detectan bordes composicionalmente distintos:
- Se investiga el origen del borde mediante la asociación de oligoelementos y la presencia de alteración hidrotermal asociada.
Distinción entre Núcleos y Bordes de Pirita
- Caso 1: Núcleos > 10 μm:
- Los patrones de oligoelementos obtenidos por LA-ICPMS pueden relacionarse directamente con los tipos de pirita visibles.
- Sin embargo, si los bordes son más estrechos que el diámetro del láser, los análisis de «borde» representarán mezclas de núcleo, borde y matriz, requiriendo una inspección cuidadosa de las tablas de datos para resolver la distribución espacial real de los oligoelementos.
- Caso 2: Núcleos < 5-10 μm:
- La pirita visible puede ser principalmente diagenética.
- Las abundancias de oligoelementos pueden parecer consistentes con un origen diagenético.
- Sin embargo, una cantidad muy pequeña de pirita rica en Au tipo Carlin presente podría contener la mayor parte o todo el oro.
- El diámetro del rayo láser es demasiado grande para resolver núcleos y bordes individuales.
- En estos casos, los bordes pueden aumentar significativamente el contenido aparente de As (hasta 4 veces) y Au (hasta 1800 veces) de la pirita.
Ejemplos Ilustrativos
- Gold Quarry: Se observan agregados de pirita diagenética afectados por deformación de sedimento blando, sobreimpresos por pirita euhedral (¿hidrotermal?). El Au se concentra principalmente en bordes ricos en As en la pirita euhedral.
- West Barrel: Pirita diagenética en un horizonte «SEDEX» enriquecida en V-Ni-Se-Mo-Ag-Mn, con altos contenidos de Au-As-Tl-Sb. El análisis con láser revela que la distribución de Au-As-Sb-Tl en cúmulos densos de pirita diagenética es diferente de la de los elementos SEDEX (Ni-Se-Ag-Mo). Se compara la composición con pirita tipo Carlin y mineralización estratiforme devónica, sugiriendo un enriquecimiento posterior en As.
Estableciendo la Paragénesis de los Sulfuros
- Es crucial determinar la secuencia de formación de la pirita, incluyendo sobrecrecimientos y recristalización.
- También es importante establecer la edad relativa del crecimiento de la pirita con respecto a otras características geológicas como granos detríticos, deformación de sedimento blando, rasgos diagenéticos, generación de hidrocarburos, estructuras de deformación y metamórficas, rocas intrusivas y vetas hidrotermales.
Edad Absoluta del Crecimiento de la Pirita
- La edad máxima de la pirita puede estar restringida por intrusiones de edad conocida, como en la mineralización tipo Carlin hospedada en diques eocenos.
- Esto podría ser una base para determinar la edad de pirita «similar» en rocas sedimentarias adyacentes, considerando morfologías y características de oligoelementos similares.
- Advertencia: Muchas características de oligoelementos de la pirita están fuertemente controladas por la composición de la roca huésped (efecto de tamponamiento de la roca). Por ejemplo, la relación Ni/Co en la pirita de diques puede ser más baja que en la pirita coetánea de rocas sedimentarias adyacentes.
- Las relaciones de sobreimposición a meso-escala pueden no ser aplicables a la escala del grano, ya que la pirita preexistente comúnmente forma sitios preferenciales de nucleación/crecimiento para la pirita posterior. Los ejemplos de Sukhoi Log y la muestra BSC168c_845′ ilustran la complejidad de la paragénesis de la pirita en relación con la deformación.
Valor de la Información Paragenética
- Las muestras de pirita con paragénesis bien definida ayudan a comprender la evolución secuencial de los sistemas.
- Permiten interpretar los orígenes de la pirita en muestras donde faltan restricciones paragénéticas directas.
Manejo de la Complejidad
- Muchas muestras revelan una paragénesis de pirita compleja.
- Resolver la distribución de oligoelementos entre etapas paragénéticas puede ser difícil o imposible en pirita de grano muy fino.
- Sin embargo, las características morfológicas y/o composicionales originales de la pirita a menudo se conservan a pesar de las complejidades posteriores.
- El fuerte efecto de tamponamiento de la roca influye en la composición de las generaciones posteriores de pirita.
- Los datos de roca total son útiles para reconocer horizontes estratiformes devónicos de Ag-Ni-Zn-Se-Mo-V±Au.
- Los datos LA-ICPMS de pirita ayudan a detectar señales sutiles (en muestras con bajo contenido de pirita) y a determinar la cronología del enriquecimiento metálico y/o la historia de alteración de las rocas.
Autor y Fecha de Publicación
- Autores: Robert Scott & Ross Large (CODES)
- Fecha de Publicación: No se especifica una fecha de publicación en el documento. Sin embargo, se mencionan fechas de análisis de muestras en 2005 y 2007, lo que proporciona un contexto temporal para la investigación.
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