Depósitos de Sulfuros Masivos Volcanogénicos (VMS): Características, Clasificación y Ejemplos

Depósitos de Sulfuros Masivos Volcanogénicos (VMS)

Los depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos (VMS) son acumulaciones de minerales sulfurados, con más del 60% de sulfuros, en los que domina la pirita. Representan una importante fuente de Zn, Pb, Cu, y subproductos como Au y Ag.

Evolución de los depósitos VMS

1. 200°C: Precipitación de blenda (Bl), galena (Ga), pirita (Py), tennantita (Tn) y baritina (Ba), con cantidades inferiores de calcopirita (Cpy). Mezcla de fluidos hidrotermales con agua de mar.
2. Recristalización y aumento del tamaño de grano: Circulación de fluidos a 250°C, con continua depositación de Ga y Bl.
3. Soluciones ricas en Cu a 300°C: Reemplazo de la parte inferior del depósito y redepositación de minerales en la parte superior.
4. Circulación de fluidos ricos en Cu: Disolución de Cpy y reemplazo por Py en la base del depósito.
5. Depositación de chert.
6. Cubierta de lavas y sedimentos.

Clasificación Litológica de los Depósitos VMS

Rocas Máficas

Caracterizadas por la presencia de pillow lavas. La zonación vertical, de techo a base, presenta bandas de: jaspe-chert-sulfuros, blenda-Cpy (enriquecidas marginalmente), brechas de pirita-cuarzo, pirita masiva y stockworks. La roca caja presenta alteración a clorita-sericita con infiltración de jaspe. Promedio: 1.3 Mt (Cu 3.2%, Zn 1.9%, Ag 15 g/t, Au 2.5 g/t).

Silicoclásticas-Máficas

Intercalaciones de flujos de basaltos y arcillolita-lutitas. El cuerpo central tiene forma de paraguas con: pirrotina (Prt)-Py-Cpy / bandas delgadas de Prt-Py-magnetita (Mg), rodeada de una aureola de Py masiva con lentes marginales de chert-carbonáceo y sulfuros. En profundidad, se observa una raíz de Prt-Cpy-Py-Bl en stockworks. Promedio: 34.8 Mt (Cu 1.6%, Zn 2.6%, Pb 0.36%, Ag 24 g/t, Au 0.9 g/t).

Rocas Máficas con Pillow Lavas

Presencia de pillow lavas y lóbulos de riolita hialoclastita. El cuerpo mineral principal muestra una zonación vertical, de techo a base, con bandas o aureolas de: tobas-sulfuros exhalativos, zona masiva de Py-Bl-Cpy, seguida de Py-Prt-Cpy masiva, Mg-Prt-Cpy masiva. En el centro y en profundidad, se encuentran stockworks de Prt-Py-Cpy, parcialmente rodeados de zonas de alteración de cuarzo-clorita, clorita-sulfuros y sericita-clorita hacia las cajas de rocas no alteradas. Promedio: 6.3 Mt (Cu 1.7%, Zn 5.1%, Pb 0.6%, Ag 45 g/t, Au 1.4 g/t).

Bimodal Félsico

Caracterizado por un domo riolítico rodeado de tobas ácidas, similar a los depósitos de Kuroko. Se observa una zonación vertical, de techo a base, con: aureolas de barita-Au, Py-Bl-Ga-tenantita (Th)-Au-Ag, Py-Bl-Ga, Py-Bl-Cpy, Cpy-Prt-Py con carbonatos y yeso basal. En el centro y en profundidad, se presentan venas y stockworks de Cpy-Py-cuarzo (Qz)-clorita, rodeadas de zonas de alteración de clorita-sericita y sericita-cuarzo, hacia las cajas de rocas no alteradas. Promedio: 5.5 Mt (Cu 1.3%, Zn 6.1%, Pb 1.8%, Ag 123 g/t, Au 2.2 g/t).

Bimodales Silicoclásticas

Cubiertas por basaltos alcalinos. Se presentan facies oxidadas con bandas de óxidos de Mn en superficie, seguidas de hematita (Ht)-Mg-carbonatos en gradación lateral, antes de alcanzar el cuerpo de sulfuros y metales preciosos. Este último consta de capas masivas de pirita fina, seguida de Py-Bl-Ga-Ag-Au, zona masiva de Prt-Py-Cpy (con menor contenido de Au), terminando con una raíz de clorita-Prt-Py-Cpy y stockwork silíceo en profundidad. Promedio: 9.2 Mt (Cu 0.98%, Zn 4.7%, Pb 2%, Ag 53 g/t, Au 0.93 g/t).

Principales Productores Mundiales de VMS

• Tambo, Perú: 200 Mt
• Abitibi, Ontario-Quebec: 600 Mt
• Bathurst, New Brunswick: 495 Mt
• Faja Pirítica Ibérica, España-Portugal: 1575 Mt
• Mar Negro, Turquía: 200 Mt
• Sur de los Urales, Rusia: 400 Mt
• Kazajistán: 400 Mt
• Besshi, Japón: 230 Mt

Ambientes Tectónicos de los Depósitos VMS

A) La generación de una pluma mantélica crea un rift. B) En cuencas oceánicas con expansión, es propicia la generación de VMS. C) Cuencas de trasarco:

• Tipo Kuroko: Post-arco volcánico.
• Tipo Py-Cu: Cuenca de trasarco.
• Tipo Kieslager: Zona de subducción.
• Tipo Besshi: Sedimentario en cuencas marinas.

Black Smokers: Potenciales Formadores de VMS en Fondos Oceánicos

• Se observan más en el océano Pacífico que en el Atlántico.
• Las chimeneas de humos negros tienen formas tubulares de 1 a 5 m de alto y 20 a 50 cm de diámetro.
• De ellas, se precipitan esencialmente pirrotita, pirita, marcasita (20-40% Fe), blenda, cubanita (1-6% Cu).
• Además, ocurren trazas de: Pb, Co, Cd, Ag, Au.
• Temperatura: parte interna ~350°C, parte externa ~275°C.

Yacimiento Tipo Kuroko

Son depósitos volcanogénicos polimetálicos (Zn, Pb, Cu, Ag, Au), formados en ambientes submarinos, que han sido explotados principalmente en el Distrito de Hokuroko, Japón.

• Leyes promedio: Zn 5%; Cu 2%; Pb 1.5%; Ag 95 g/ton; Au 1.5 g/ton (Fe 12%; S 24%).
• La producción a fines del siglo pasado fue mayor a 50,000,000 tons de mineral (distritos: Hokuroku, Hokkaido, Nishi-Aizu y Sanin).
• La distribución de la mineralización-alteración se caracteriza por una zonación vertical relacionada con volcanismo bimodal, basáltico-riolítico, generado en el Mioceno medio.
• La tipología general es aplicable, total o parcialmente, a otros muchos depósitos dispersos en otras partes del mundo, de distintas edades.
• Salinidades: Mena silícea 5.7 - 8.4% NaCl; stockwork: 3.9 - 6.7% NaCl.

Teorías de Génesis de los Depósitos Kuroko

Scott (1978) concluye que los depósitos en la cuenca de Hokuroko están controlados por la intersección de lineamientos estructurales NW-SE y NE-SW, que favorecieron el desarrollo de domos dacíticos y la depositación del mineral.

Ohmoto, posteriormente, da fuerza a la teoría de calderas submarinas, con circulación de soluciones hidrotermales a partir de cuerpos subvolcánicos, los cuales alimentaron zonas de exhalación que generaron la zonación mineral hacia el piso de la caldera con aguas estancadas.

Zonación de la Mineralización-Alteración en VMS (de centro a bordes)

• Calcopirita (Cpy) o Cubanita (mayor T°: 350°C)
• Sulfuros de Cu-Fe en matriz de Anhidrita
• Anhidrita, Py, Ga, Blenda
• Pirrotita, Py, Blenda intercrecidos en Anhidrita

Mina Las Cruces, Sevilla (VMS Vulcanogénico)

Se descubre por anomalía gravimétrica (mayor riqueza de Cu), menor proporción de Au, Ag y Pb. Reservas probadas: 17.6 Mt, ley de cobre de 6.2%.

Sulfuros Masivos del Centro-Sur de Chile (Ciclo Hercínico): Evidencias de Mineralización Asociada a Acreción de Corteza Oceánica

• Se han encontrado estructuras de pillow lavas en metabasaltos exhumados del basamento metamórfico del Paleozoico.
• Las presiones obtenidas por el geobarómetro de blenda (3.5-9 Kbar) pertenecen al campo de facies de esquistos y subesquistos verdes, coherentes con metamorfismo regional y acreción basal de fragmentos de piso oceánico.
• Análisis del componente crossítico en anfíbolas (diagrama de Brown) de esquistos verdes indican presiones de 5-6 kbar.
• Isótopos de S en Py (+0.5 a +5.9) indican fluidos de origen magmático que luego interactuaron con agua de mar (o a +10).
• Salinidades obtenidas por inclusiones fluidas (6.3-9.5% NaCl) son coherentes con las propias de depósitos de volcanismo submarino (VMS: < 10% NaCl).
• Diagrama Pb-Zn-Cu (Franklin): Pirén y Tirúa caen dentro del campo de VMS.
• El diagrama K2O-P2O5-TiO2 de discriminación muestra que los esquistos verdes que contienen estos depósitos provienen del metamorfismo de basaltos toleíticos de piso oceánico (ricos en TiO2).

La temperatura de homogenización es similar para todas las series y está en el rango de 350-390°C, lo que implica que tuvieron un metamorfismo regional.

Los fluidos quedaron atrapados en un sistema cerrado y son bifásicos: →+ altos en salinidad y > T° → metamorfismo progrado; →< T° → metamorfismo retrógrado.