Fluidos Mineralizantes
Descifrando el Mundo Subterráneo de los Fluidos Mineralizantes Adéntrate en el fascinante universo de los fluidos hidrotermales, esas soluciones acuosas calientes que, independientemente de su origen (meteórico evolucionado, marino, magmático, metamórfico, juvenil), juegan un papel crucial en la formación de valiosos yacimientos minerales. Este documento esencial explora las fuentes de estos fluidos, la composición de los mismos, incluyendo los ligandos y los metales que transportan, y los complejos mecanismos de transporte y precipitación que dan origen a las menas.
Fluidos hidrotermales
Desde las Profundidades hasta la Superficie: Un Viaje Geoquímico Comprende cómo las aguas superficiales (lluvia, marina, subterránea superficial) se transforman en fluidos hidrotermales al calentarse durante su soterramiento. Descubre los distintos tipos de fluidos según su origen y salinidad, desde las aguas meteóricas de baja salinidad hasta las salmueras basinales y los fluidos magmáticos de salinidad moderada a alta. Explora los procesos de inmiscibilidad magmática y la generación de vapor magmático y brinas. Este conocimiento es fundamental para entender la metalogénesis y la exploración de yacimientos.
Formación de Yacimientos
Desvelando los Secretos de la Formación de Yacimientos Aprende cómo los metales son transportados en solución gracias a la presencia de ligandos como el cloruro y el bisulfuro, formando complejos metálicos que aumentan su solubilidad. Investiga los factores que controlan la solubilidad de los metales (temperatura, presión, concentración de ligandos, pH, estado de oxidación) y los mecanismos clave de precipitación (enfriamiento, reducción, oxidación, cambios de pH, disminución de ligandos). Descubre la importancia de la ebullición, la mezcla de fluidos y la interacción agua-roca en estos procesos.
Contenido Detallado:
Fuentes y Tipos de Fluidos Mineralizantes
1. Fuentes y Tipos de Fluidos Mineralizantes
- Fluidos Superficiales:
- Aguas de lluvia: baja salinidad.
- Aguas marinas: salinidad moderada.
- Aguas subterráneas próximas a la superficie («shallow groundwater»).
- Fluidos Hidrotermales de Diversos Orígenes:
- Meteóricos evolucionados: Aguas meteóricas que se calientan y reaccionan al ser soterradas. Pueden evolucionar a «basinal brines» o salmueras de salinidad moderada.
- Marinos: Agua de mar que circula en sistemas hidrotermales.
- Producto de procesos de inmiscibilidad magmática: Separación de fases en magmas que pueden generar fluidos de baja y alta salinidad (vapor y brinas).
- Metamórficos: Fluidos liberados durante procesos metamórficos, generalmente ricos en CO2 y con salinidad variable.
- Magmáticos (aguas juveniles): Fluidos liberados directamente de magmas, con salinidad moderada inicialmente (~10% eq NaCl). Pueden separarse en vapor magmático de baja a moderada salinidad y líquidos de salinidad muy elevada («brines» de hasta >60% eq NaCl).
- Aguas fósiles («connate waters»): Aguas entrampadas en los poros de sedimentos marinos durante la sedimentación, con salinidad moderada a alta.
- Definición de Solución Hidrotermal: Cualquier fluido acuoso caliente, independientemente de su origen. Si el fluido caliente es un gas, se denomina fluido pneumatolítico. Por encima del punto crítico, se habla de fluidos supercríticos.
Lixiviación de minerales
2. Fuentes de los Constituyentes de las Menas (Fluidos y Metales)
- Componentes Fluidos: El agua de diferentes fuentes (meteórica, marina, magmática, metamórfica, juvenil, fósil) participa en la formación de yacimientos. El origen del agua puede inferirse mediante el estudio de isótopos de O e H.
- Metales:
- Origen magmático: Los magmas félsicos tienden a generar más yacimientos debido a su mayor contenido de agua. Los fluidos hidrotermales pueden «partition» metales de un magma.
- Lixiviación de minerales: Lixiviación de minerales ricos en metales (importante para Fe).
- Lixiviación de elementos traza: Lixiviación de elementos traza presentes en rocas «normales».
- Fuentes de azufre: Azufre magmático (sulfuros diseminados en rocas magmáticas), azufre de las rocas encajonantes (evaporitas, «black shales», sulfuros en rocas intrusivas y volcánicas), sulfato del agua de mar. La especiación del azufre (SO4 2-, S2-) depende de las condiciones oxidantes o reductoras.
- Las relaciones isotópicas de Pb y Nd pueden establecer directamente las fuentes de los metales. Las relaciones isotópicas de H, O, S y C ayudan a establecer las fuentes de los fluidos y, indirectamente, de los metales.
- Las concentraciones de metales necesarias para formar un yacimiento varían según el tipo de depósito, desde ≥ 10 ppm en sistemas como los MVT hasta n x 1000 ppm en pórfidos cupríferos.
Transporte de los Fluidos
3. Transporte de los Fluidos (Principales Mecanismos)
- Movimiento gravitacional.
- Movimiento debido a la tectónica.
- Anomalías térmicas de origen magmático: Principal motor del flujo de fluidos en la corteza (~80%). El calor magmático puede calentar aguas externas.
- Flujo en respuesta al movimiento de fallas. Las fracturas son cruciales para la focalización de los fluidos.
- Flujo de fluidos juveniles tibios/calientes.
- Convección de agua subterránea debido a calentamiento.
- Expulsión de aguas fósiles debido al aumento de la presión litostática y la compactación de sedimentos enterrados.
- Hundimiento de aguas salinas densas.
- Flujo en respuesta a la creación de un hydrostatic head en áreas de levantamiento.
- Flujo en respuesta al alto flujo de calor en mid-ocean ridges.
- Flujo en respuesta a la compactación de la roca en cinturones de pliegues y sobreescurrimientos.
- La mayoría de los yacimientos se forman a menos de 8-10 km de profundidad, por encima de la transición frágil/dúctil. La permeabilidad de la roca (primaria y secundaria) y la brechificación hidráulica son importantes.
Mecanismos de Transporte y Precipitación
4. Mecanismos de Transporte y Precipitación (o Trampa) de Sus Constituyentes
- Transporte de Metales en Solución:
- La presencia de metales en la región fuente es una condición fundamental.
- Temperatura: Generalmente, la concentración de metales aumenta con la temperatura antes de alcanzar la saturación.
- Presión: Tiene menos efecto directo que la temperatura, pero influye indirectamente al controlar la ebullición y la concentración de CO2, afectando el pH.
- Concentración de ligandos: Los ligandos (principalmente cloruro y bisulfuro) forman complejos con los metales, aumentando su solubilidad. La concentración de sal puede permitir el transporte de metales como complejos clorurados.
- Estado de oxidación: Controla las especies sulfuradas (H2S, HS-, SO4 2-) y la estabilidad de los complejos metálicos. Estados de oxidación altos favorecen complejos clorurados para metales base y carbonatados para el U. Estados intermedios favorecen complejos bisulfurados para el Au.
- pH: Controla las especies sulfuradas y la estabilidad de los complejos de metales base. pH bajos favorecen complejos clorurados para metales base, y pH intermedios favorecen complejos bisulfurados para el Au. Fluidos salinos tienden a ser ligeramente ácidos debido a la interacción con la roca.
- La solubilidad depende de la conexión de las especies soluto al agua y puede verse afectada por la presión y la temperatura.
- En sistemas «intrusion-related», las inclusiones fluidas pueden mostrar altas concentraciones de metales. El análisis LA-ICP-MS permite analizar directamente estas inclusiones.
- La partición de metales entre fases de salmuera y vapor durante la ebullición es importante (ej., metales base en la salmuera, Au en el vapor).
- Fluidos salinos pueden transportar Pb, Zn, Cu, Ag y Au. Fluidos no salinos pueden transportar Au, Ag y REE, pero no metales base (excepto quizás Cu). El U se transporta como complejos carbonatados y el W como complejos hidroxilo.
- Fluidos meteóricos y metamórficos generalmente transportan Au, Ag y U, pero no metales base. Fluidos magmáticos, marinos y salmueras basinales pueden transportar metales base y oro.
- La disponibilidad de ligandos como Cl-, F-, OH-, CO3 2-, HCO3 -, CH3COO-, SO4 2- y HS- depende del pH y el estado redox del fluido.
- Ciertos metales tienen preferencia por ligandos específicos para su transporte (Pb, Zn, Cu con Cl-; Sn con F-; Mo, W con OH-; U, REE con CO3 2-; Au, Ag con Cl- en ambientes ácidos y oxidantes y con HS- en ambientes neutros a moderadamente reducidos).
Mecanismos de Precipitación
- Mecanismos de Precipitación: Son necesarios cambios bruscos de solubilidad para formar yacimientos.
- Enfriamiento («cooling»): Muy eficaz para metales transportados como complejos clorurados.
- Reducción: Aumenta la disponibilidad de H2S(aq), precipitando metales transportados como complejos clorurados.
- Oxidación: Eficaz para la deposición de Au transportado como complejos bisulfurados. Puede ocurrir por mezcla con aguas meteóricas oxidantes.
- Cambios de pH: Un aumento de pH generalmente favorece la precipitación de metales base. Puede ocurrir por desgasificación de CO2 durante la ebullición.
- Disminución de la concentración de los ligandos: Por dilución de fluidos o por sulfuración de la roca de caja.
- Estos mecanismos pueden ser controlados por ebullición, mezcla con otros fluidos, y reacción con la roca de caja («water/rock interaction»).
- La precipitación de sílice está controlada principalmente por el descenso de temperatura por debajo de 350°C, y también por la disminución de salinidad y presión por encima de esta temperatura.
- La precipitación de calcita está controlada principalmente por el aumento de temperatura y la disminución de presión (aumento del pH).
- La precipitación de anhidrita en soluciones salinas se favorece por el descenso de temperatura.
Autor y Fecha de Publicación:
- Autor: Regina Baumgartner.
- Fecha de Publicación: La fecha de publicación específica no se indica directamente en los fragmentos proporcionados. Sin embargo, el documento menciona © L. Fontboté (2003) en varias páginas, lo que sugiere que el material base se recopiló o publicó alrededor de esa fecha. Es posible que este documento sea posterior.
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