Transporte de oro y otros metales
Este revelador documento explora la significativa influencia de la materia orgánica y los hidrocarburos en el transporte y la acumulación de oro en yacimientos minerales. Contrario a los modelos tradicionales centrados únicamente en fluidos hidrotermales acuosos, se presenta evidencia convincente del papel crucial de los hidrocarburos migrados como agentes de transporte de oro y otros metales durante las primeras etapas diagenéticas de las cuencas sedimentarias.
Enriquecimiento de metales
Se destaca el descubrimiento de oro anómalo y enriquecimiento de metales en vénulas de hidrocarburos bituminosos en la Formación Upper Mud, con concentraciones de oro comparables a órdenes de magnitud mayores que las predichas para fluidos hidrotermales acuosos. La investigación sugiere que los hidrocarburos generados a bajas temperaturas pueden extraer oro de rocas fuente ricas en materia orgánica e incluso de unidades intercaladas, abriendo nuevas perspectivas sobre la metalogenia del oro y las fuentes de oro en depósitos hospedados en sedimentos como los de tipo Carlin.
Rol de los hidrocarburos
La restricción del oro enriquecido en bitumen a horizontes específicos y su asociación con pirita diagenética aurífera subraya la importancia de los procesos diagenéticos tempranos y el rol de los hidrocarburos en la movilización y concentración de metales.
Contenido Detallado:
La Significancia del Oro en las Vénulas de Bitumen
- Enriquecimiento Anómalo de Oro:
- Se reconoce un enriquecimiento anómalo de oro y metales en vénulas de hidrocarburos bituminosos en la Formación Upper Mud.
- Este enriquecimiento incluye metales como vanadio (V) y níquel (Ni).
- La presencia de oro en las vénulas de bitumen se limita a horizontes específicos ricos en Au-V-Ni en la Upper Mud.
- Este fenómeno no se observa en vénulas de bitumen similares de yacimientos de tipo Carlin (Terciario) de alta ley fuera de la Upper Mud.
- El enriquecimiento de metales observado no es resultado de una interacción posterior con fluidos hidrotermales.
- Importancia del Oro en las Vénulas de Bitumen:
- Dado el alto contenido de carbono orgánico total (COT) (5–15%) de la Upper Mud, una proporción significativa del oro extraído de esta formación podría estar contenida localmente en el bitumen.
- La aparente restricción del bitumen enriquecido en oro a los horizontes SEDEX en la Upper Mud indica que el enriquecimiento inicial de Au es anterior a la generación de hidrocarburos (interpretado como del Misisípico).
- Los hidrocarburos migrados fueron agentes de transporte significativos (si no dominantes) para algunos metales tempranamente en la historia diagenética de la cuenca.
- El contenido de oro reportado por Emsbo y Koenig (2005) para las vénulas de bitumen de Rodeo (hasta 100 ppm) es comparable a órdenes de magnitud mayor que el contenido de oro predicho para fluidos hidrotermales acuosos.
- Elementos Traza en las Vénulas de Bitumen:
- La suite de elementos traza en las vénulas de bitumen es similar a la asociada con los horizontes estratiformes de Au-V-Ni del Devónico más temprano en la Upper Mud.
- El alto COT y el enriquecimiento anómalo de metales en la Upper Mud podrían reflejar la exhalación submarina (e incorporación posterior a los sedimentos) de petróleo rico en metales.
- Los hidrocarburos se originaron más profundamente en la sucesión Paleozoica.
Textura Interna y Distribución de las Vénulas de Hidrocarburos
- Pequeñas vénulas de bitumen ocurren a lo largo de la sucesión huésped, espacialmente asociadas con unidades originalmente ricas en materia orgánica.
- Son más abundantes en la parte superior de la Formación Popovich (PL>>UM>SD).
- En rocas relativamente inalteradas, las vénulas más grandes tienen una veta central discontinua de pirobitumen fracturado envuelto por carbonato fibroso y/o relleno de cuarzo.
- Las vénulas de bitumen comúnmente emanan de capas que contienen abundante materia orgánica intersticial.
- En rocas inalteradas, el carbonato fibroso (dolomita, calcita) ± cuarzo forma el borde de las vénulas de bitumen y rellena las grietas entre los fragmentos de pirobitumen.
- El carácter fibroso indica que el carbonato precipitó durante la contracción del bitumen sobremaduro.
Restricciones de Tiempo en las Vénulas de Bitumen
- Las vénulas de hidrocarburos son posteriores a las características diagenéticas tempranas, como agregados de pirita estratiforme, rosetas de barita y concreciones.
- Las vénulas de hidrocarburos bordean y/o cortan concreciones diagenéticas tempranas y rosetas de barita en la Formación Rodeo Creek.
- Las vénulas de hidrocarburos cortan agregados de pirita diagenética temprana en el Miembro Upper Mud de la Formación Popovich.
- Las vénulas de hidrocarburos de buzamiento pronunciado y las vénulas de extensión subhorizontales rellenas de carbonato fibroso asociadas son cortadas por una esquistosidad estilolítica subvertical.
- Las vénulas de hidrocarburos cortan y son cortadas por la fábrica de cizalla de edad Mississippiana en el muro inmediato del Cabalgamiento Roberts Mountain.
- La migración de hidrocarburos fue sincrónica con el emplazamiento del aloctono de Roberts Mountain.
- La maduración de los hidrocarburos se debió al enterramiento durante el emplazamiento del cabalgamiento.
- Las vénulas de extensión subhorizontales y la esquistosidad estilolítica subvertical se formaron durante la deformación compresiva.
Análisis de Elementos Traza de las Vénulas de Bitumen
- Los datos LA-ICPMS para bitúmenes presentados son semicuantitativos debido a la falta de un estándar interno y un estándar orgánico de contenido de elementos traza conocido.
- Se utilizó níquel (Ni) como estándar interno, asumiendo características de ablación similares al pirita.
- Histogramas muestran la frecuencia y el rango de abundancia de elementos traza detectados en >90% de las muestras de bitumen (Arsénico, Vanadio, Níquel, Selenio, Telurio, Antimonio).
- Los bitúmenes auríferos están restringidos a horizontes que contienen pirita diagenética aurífera.
- Elementos como V, Al, Ni, Ca, Te, Fe, Mg, Cu, Se, As, Zn, Ti, Ba, Au, Mo, Mn, Cr, Sb, Ag, Zr, Bi, Pb, U, Sn, Co, La, Tl, W, Th fueron detectados en las vénulas de bitumen con diferentes frecuencias.
- Se identificó un problema con la cuantificación de Telurio (Te) específico para los bitúmenes, probablemente debido a la interacción de compuestos orgánicos generados durante la ablación del bitumen con residuos de Te en el LA-ICPMS.
Composición de Elementos Traza de la Materia Orgánica Detrítica Bituminizada
- La presencia de sobreimpresiones hidrotermales Carlin ± Jurásico se indica por la apariencia de la muestra y las composiciones de elementos traza en la pirita.
- Sin embargo, el oro (Au) se correlaciona pobremente con los elementos típicos de Carlin (As-Sb-Tl).
- Una señal «espinosa» para el oro sugiere que parte del oro está presente como inclusiones nativas.
- Se realizó un análisis mixto de bitumen, matriz de roca y pirita de grano fino.
- Un horizonte SEDEX aurífero en el Miembro Planar Laminado de la Formación Popovich en Goldstrike no muestra evidencia de sobreimpresión Carlin.
- Se compararon los elementos traza en la materia orgánica bituminizada y las vénulas de bitumen.
- V y Ni son similares en ambos tipos de bitumen.
- Al, Se, As y Au son más altos en las vénulas de bitumen.
- Otros elementos (Ti, Mo, Cr, Zr, Pb, U, Sn, Co, Tl y W) presentan niveles más altos en la materia bituminosa detrítica.
Efecto de la Sobreimpresión Carlin
- La pirobitumen es menos reflectante y comúnmente picado en áreas con sobreimpresión hidrotermal.
- Una muestra del Upper Mud (SJ373c_804’) muestra un débil enriquecimiento de Au tipo SEDEX con una sobreimpresión de pirita tipo Carlin de baja ley.
- Se observa una distribución «espinosa» de Ni.
- El contenido de As aumenta hacia el margen de la vena, sugiriendo difusión de As dentro o fuera del bitumen.
Significado de la Asociación Oro-Bitumen
- El bitumen enriquecido en oro parece restringido a horizontes de enriquecimiento primario (Devónico) de Au.
- ¿La generación de hidrocarburos limitó o impidió la dispersión de Au más allá de las rocas huésped originales?
- ¿La migración de hidrocarburos fue limitada debido a la rápida maduración térmica resultante del enterramiento tectónico?
- Los bitúmenes preservados son solo una parte de la historia.
- Es importante determinar qué elementos fueron movilizados durante la generación de hidrocarburos.
- Se conoce poco sobre las concentraciones de elementos traza en las fracciones ligeras de hidrocarburos expulsadas durante la bituminización y la coquización de los aceites originales.
- El punto clave es que los hidrocarburos migrados tienen la capacidad de transportar cantidades significativas de oro y otros metales.
- Donde las condiciones físicas permiten que los hidrocarburos escapen de las regiones fuente, es posible el transporte de Au a larga distancia.
Implicaciones para las Rocas Fuente de Oro
- Los hidrocarburos se generan a bajas temperaturas (<150°C).
- Los hidrocarburos no migran hacia abajo.
- El oro transportado por hidrocarburos se deriva de:
- Las mismas rocas fuente ricas en materia orgánica.
- Unidades intercaladas (ej., volcánicas máficas) y/o la sucesión suprayacente.
- La mayor interacción a escala de grano entre las rocas y los hidrocarburos (mayor potencial de extracción de Au) ocurre durante las etapas iniciales de la generación de hidrocarburos y la posterior acumulación en reservorios.
- Las fuentes sedimentarias de oro de la corteza superior están fuertemente implicadas cuando el transporte de oro por hidrocarburos es un proceso dominante.
Procesos Clave en la Acumulación de Metales en Sedimentos
- Au, V, Ni, S, Se, Zn, Mo, Cr y U se concentran inicialmente en la materia orgánica de los sedimentos por adsorción preferencial del agua de mar.
- Durante la diagénesis, estos metales se redistribuyen en diferentes fases minerales diagenéticas.
- Au se redistribuye tanto en la pirita diagenética como en intercrecimientos de V-illita y materia orgánica.
- Otros elementos como Al, PGE, Cd, Co, Cu, Mn, Pb y algunos REE también pueden comportarse de manera similar.
Similitudes con la Geoquímica de las Pizarras Bituminosas
- La geoquímica de elementos traza del Miembro Upper Mud en el depósito Rodeo es muy similar a la de la Pizarra Bituminosa Julia Creek.
- Ambas contienen V-illita y elementos traza diagnósticos similares.
Evidencia de la Asociación Au – Hidrocarburo en Victoria Central
- Pirobitumen/grafito derivado de hidrocarburos migrados son componentes menores a localmente significativos de las vetas de falla laminadas.
- Los fluidos hidrotermales tempranos y los hidrocarburos migrados compartieron vías de fluidos estructuralmente controladas comunes.
- La pirita de etapa temprana ± aurífera y la pirita de arrecife tienen un promedio de Ni y Ni/Co más alto que la pirita coetánea hospedada en la roca de caja.
Comparación con Sukhoi Log
- Las mejores leyes de oro se encuentran en pizarras negras ricas en materia orgánica.
- La pirita temprana (Py1) está enriquecida en elementos organófilos como As, Ni, V, Cu, Au, Mo, Se, Te, Cr.
- Tanto el vanadio como el oro están enriquecidos en la pirita temprana y se agotan durante la diagénesis y el metamorfismo.
- Los isótopos de plomo láser indican que el Pb en la pirita temprana aurífera se deriva de una fuente inusualmente baja en Th/U, como el carbón o las pizarras negras ricas en materia orgánica.
- La materia orgánica detrítica en la parte superior de la Formación Popovich tiene ~110-130 ppm de U y ~0.6-0.7 ppm de Th.
Conclusiones
- La materia orgánica detrítica en la parte superior de la Formación Popovich está enriquecida en una amplia gama de elementos traza organófilos.
- La «pizarra bituminosa» del Upper Mud presenta enriquecimiento de Au-As a través de la incorporación sedimentaria de petróleo rico en metales y actúa como una trampa para Au y As adsorbidos del agua de mar, siendo una fuente regional de oro liberado durante la migración de hidrocarburos y la actividad hidrotermal.
- Las vénulas de hidrocarburos bituminizados contienen niveles elevados de V, Ni, Se, As, Te (± Cu, Sb, Au, Mo, Pb, Bi).
- Las vénulas de bitumen en el horizonte SEDEX del Upper Mud están significativamente enriquecidas en As, Sb y Au en relación con vénulas similares en otras partes de la estratigrafía.
- Los hidrocarburos están implicados como agentes significativos de transporte de metales (y enriquecimiento de oro) a lo largo de la historia temprana de las rocas sedimentarias huésped de los depósitos de Carlin.
- Se requiere una mejor determinación del contenido de elementos traza en el bitumen de Carlin; sin embargo, los resultados iniciales sugieren que los hidrocarburos pueden transportar concentraciones relativamente altas de muchos metales comúnmente asociados con los depósitos de oro.
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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