Depósitos exalativos sedimentares - Sedimentary exhalative deposits

Sulfeto maciço em faixas (minério de prata-chumbo-zinco) do Depósito SEDEX Sullivan , Mesoproterozóico, 1470 Ma; Sullivan Mine, BC. Observe a deformação de sedimento mole aparente (campo de visão: ~ 3,9 cm de diâmetro).
Minério bandado com calcopirita , galena , esfalerita , pirita do depósito SEDEX Rammelsberg , Alemanha

Os depósitos exalativos sedimentares ( depósitos SedEx ou SEDEX ) são depósitos de zinco - chumbo originalmente interpretados como tendo sido formados pela descarga de fluidos basinais contendo metal no fundo do mar, resultando na precipitação de minério principalmente estratiforme , frequentemente com lâminas finas de minerais sulfetados. Os depósitos SEDEX são hospedados em grande parte por rochas clásticas depositadas em fendas intracontinentais ou bacias de fissuras falhadas e margens continentais passivas. Como esses depósitos de minério freqüentemente formam lentes maciças de sulfeto , eles também são chamados de depósitos de sulfeto maciço hospedados por sedimentos (SHMS) , em oposição a depósitos de sulfeto maciço hospedados por vulcões (VHMS) . A aparência sedimentar das finas laminações levou a interpretações iniciais de que os depósitos se formavam exclusiva ou principalmente por processos exalativos no fundo do mar, daí o termo SEDEX. No entanto, estudos recentes de numerosos depósitos indicam que a substituição de subsuperfície rasa também é um processo importante, em vários depósitos o predominante, com apenas exalações locais, se houver, no fundo do mar. Por esta razão, alguns autores preferem o termo "depósitos de zinco-chumbo dominados por clásticos" . Como usado hoje, portanto, o termo SEDEX não deve ser entendido como significando que os fluidos hidrotérmicos realmente ventilados na coluna de água sobrejacente, embora isso possa ter ocorrido em alguns casos

Os principais minerais de minério nos depósitos SEDEX são esfalerita e galena de granulação fina ; a calcopirita é significativa em alguns depósitos; sulfossais contendo prata são constituintes menores frequentes; a pirita está sempre presente e pode ser um componente secundário ou o sulfeto dominante, como é o caso em corpos de sulfeto massivos; o conteúdo de barita é comum a ausente, economicamente local.

Os depósitos SEDEX são tipificados, entre outros, por Red Dog , McArthur River , Mount Isa , Rammelsberg , Sullivan . Os depósitos SEDEX são a fonte mais importante de chumbo e zinco e um dos principais contribuintes de prata e cobre .

Modelo genético

Fontes de fluido e metal

A fonte de metais e soluções mineralizantes para depósitos SEDEX são águas salinas formacionais profundas e salmouras que lixiviam metais de rochas sedimentares clásticas e do embasamento subjacente. Os fluidos derivam sua salinidade da evaporação da água do mar e podem ter sido misturados com água meteórica e água dos poros extraída dos sedimentos. Metais como chumbo, cobre e zinco são encontrados em pequenas quantidades nas rochas clásticas e magmáticas.

As águas salinas podem atingir temperaturas superiores a 200 ° C nas partes mais profundas da bacia. Estima-se que as composições de fluido hidrotérmico tenham uma salinidade de até 23% NaCl eq. Águas quentes, moderadamente ácidas e salinas, são capazes de transportar quantidades significativas de chumbo, zinco, prata e outros metais.

Deposição

Os fluidos mineralizantes são conduzidos para cima ao longo de alimentadores permeáveis, em particular falhas de limite de bacia. Alimentadores que hospedam o fluxo hidrotérmico podem apresentar evidências desse fluxo devido ao desenvolvimento de brechas hidrotérmicas , veios de quartzo e carbonato e alteração generalizada de ankerita - siderita - clorita - sericita . Os próprios alimentadores não precisam ser mineralizados

Perto do fundo do mar, abaixo ou sobre ele, os fluidos contendo metais ascendentes eventualmente esfriam e podem se misturar com água do mar fria ligeiramente alcalina, menos salina, provocando a precipitação de sulfetos metálicos. Se a mistura ocorrer no subseafloor, uma ampla substituição será desenvolvida. Se a descarga for no fundo do mar, depósitos estratiformes de precipitados químicos podem se formar. Em um modelo exalativo ideal, salmouras quentes densas fluem para áreas deprimidas da topografia do oceano onde se misturam com água do mar mais fria e menos densa, fazendo com que o metal dissolvido e o enxofre na salmoura precipitem da solução como um minério de sulfeto de metal sólido , depositado como camadas de sedimento de sulfeto.

A fonte final de enxofre reduzido é o sulfato de água do mar. A redução do sulfato (por meio da redução termoquímica do sulfato (TSR) e / ou redução do sulfato bacteriano (BSR) para formar sulfetos pode ocorrer no local da mineralização ou, alternativamente, fluidos metalíferos mas pobres em enxofre reduzidos podem se misturar com fluidos enriquecidos em H2S perto da mineralização local e assim desencadear a precipitação de sulfeto.

Morfologia

Sulfeto maciço em faixas (minério de prata-chumbo-zinco) da Mina Sullivan , BC. Observe a aparente deformação de sedimentos moles. A mineralização de Sullivan é interpretada como relacionada à deposição exalativa no fundo do mar.

Após a mistura dos fluidos de minério com a água do mar, dispersos ao longo do fundo do mar, os constituintes do minério e minerais de ganga são precipitados no fundo do mar para formar um corpo de minério e halo de mineralização que são congruentes com a estratigrafia subjacente e são geralmente de granulação fina, finamente laminados e podem ser reconhecido como depositado quimicamente a partir da solução.

Além disso, os processos de substituição ao longo de leitos permeáveis ​​podem produzir morfologias estratiformes. Um exemplo são os estratos arcósicos adjacentes a falhas que alimentam salmouras pesadas no sedimento poroso e permeável, enchendo a matriz com sulfetos. A mineralização também é desenvolvida em falhas e condutos de alimentação que alimentam o sistema de mineralização. Por exemplo, o corpo de minério Sullivan no sudeste da Colúmbia Britânica foi desenvolvido dentro de um diatreme interformacional , causado pela sobrepressão de uma unidade sedimentar inferior e erupção dos fluidos através de outra unidade a caminho do fundo do mar.

Dentro de sequências perturbadas e tectonizadas, a mineralização SedEx se comporta de forma semelhante a outros depósitos maciços de sulfeto, sendo uma camada de baixa resistência ao cisalhamento de baixa competência dentro de rochas sedimentares de silicato mais rígidas. Como tal, estruturas de boudinage , diques de sulfuretos, sulfuretos de veia e porções hidrotermicamente remobilizadas e enriquecidas ou periferias de depósitos SedEx são individualmente conhecidas entre os vários exemplos em todo o mundo.

Após a descoberta de fontes hidrotermais , depósitos semelhantes aos de fontes oceânicas e formas de vida fossilizadas de fontes foram encontrados em alguns depósitos SedEx.

Problemas de classificação

Os depósitos SEDEX pertencem à grande classe de depósitos de minério hidrotérmico não magmático formados por salmouras basinais.

Esta aula inclui também:

  • Depósitos de zinco-chumbo do tipo do vale do Mississippi (MVT) .
  • Depósito estratiforme de Cu-Co- (Ag) hospedado em sedimentos, tipificado pelo Cinturão de Cobre da Zâmbia e RDC . Os depósitos de supergigantes Copperbelt são considerados por alguns autores a ser syndiagenetic mineralização de cobre formado no arkose- xisto interfaces dentro sequências sedimentares, enquanto que para outros autores estes depósitos formados muitos milhões de anos depois de sedimentação, durante o Lufilian Cambriano orogenese (~ 540-490 Ma )

Como discutido acima, um dos maiores problemas na classificação de depósitos SedEx foi identificar se o minério foi ou não definitivamente exalado no oceano e se a fonte foram salmouras formacionais de bacias sedimentares. Em muitos casos, a impressão sobreposta de metamorfismo e falhas, geralmente falhas de impulso , deforma e perturba os sedimentos e obscurece os tecidos originais.

Exemplos específicos de depósitos

Mina de chumbo-zinco Sullivan

A mina Sullivan na Colúmbia Britânica foi trabalhada por 105 anos e produziu 16 milhões de toneladas de chumbo e zinco, além de 9.000 toneladas de prata. Foi a operação de mineração contínua mais duradoura do Canadá e produziu metais avaliados em mais de US $ 20 bilhões em termos de preços de metal em 2005. A classificação era superior a 5% Pb e 6% Zn.

A gênese do minério de Sullivan é resumida pelo seguinte processo:

  • Os sedimentos foram depositados em uma bacia sedimentar extensional de segunda ordem durante a extensão.
  • Anteriormente, sedimentos profundamente enterrados devolveram fluidos em um reservatório profundo de siltitos arenosos e arenitos .
  • A intrusão de soleiras de dolerito na bacia sedimentar elevou o gradiente geotérmico localmente.
  • O aumento das temperaturas levou à sobrepressão do reservatório sedimentar inferior, que rompeu os sedimentos sobrejacentes, formando um diatreme de brecha .
  • O fluido de mineralização fluiu para cima através da zona de alimentação côncava do diatreme de brecha, descarregando no fundo do mar. Abaixo do fundo do mar, os sedimentos de Aldridge foram substituídos por um "tubo" de turmalinita (650 m por 1300 m por 400 m de espessura) caracterizado por uma rede bem desenvolvida de veios e veios de pirrotita-quartzo-carbonato menor, marcando a zona de alimentação para o depósito .
  • Os fluidos de minério desceram no fundo do mar e se acumularam no depocentro de uma sub-bacia de segunda ordem, precipitando uma camada maciça de sulfeto estratiforme de 3 a 8 m de espessura, com chert exalativo , manganês e provavelmente argilas hidrotérmicas contendo K. A área central dos sulfetos massivos exalitivos situados acima da zona de alimentação foi progressivamente substituída por uma alteração maciça de pirrotita-clorito. O fluxo de fluido contínuo e a precipitação na zona de alimentação eventualmente levaram à sua vedação e desvio do fluxo de fluido para a Zona de Transição (TZ) circundante em forma de anel, caracterizada por alteração de sericita / muscovita e níveis aumentados de As, Sb e Ag. A substituição posterior da pirita no corpo de minério foi associada à alteração da albita-clorita tanto no tubo de turmalinita subjacente quanto na zona de minério, e o desenvolvimento de um corpo de albitita nos sedimentos sobrejacentes. Esta alteração hidrotérmica posterior, de temperatura mais baixa, foi associada à intrusão subjacente contínua de soleiras de gabro de Moyie, que eram provavelmente os motores de calor para impulsionar a circulação hidrotérmica.

Referências