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Geologia Econômica (GE-803)

DEPÓSITOS MINERAIS FORMADOS POR PROCESSOS HIDROTERMAIS

SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS

• DEPÓSITOS DE SULFETOS MACIÇOS “VULCANOGÊNICOS”DEPÓSITOS DE SULFETOS MACIÇOS “VULCANOGÊNICOS” (volcanogenic massive sulfide - VMS), vulcano-associados ou hospedadps em vulcânicas (volcanic-associated or volcanic-hosted)

Descarga de soluções hidrotermais no assoalho oceânicoDescarga de soluções hidrotermais no assoalho oceânico

•DEPÓSITOS SEDIMENTARES-EXALATIVOSDEPÓSITOS SEDIMENTARES-EXALATIVOS ou depósitos de sulfetos maciços hospedados em sedimentos (SEDEX)

Importante fonte de metais base: Cu, Zn, Pb, Ag, Au (Sn, Cd, Sb, Bi)

Fonte de metais base: Zn, Pb (Ag)

Exemplos de depósitos de metais base VMS gigantes (> 50 Mt): Kidd Creek; Flin Flon, Brunswick (Canadá), Rio Tinto e Neves Corvo (Espanha)

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SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS

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SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS

http://www.pmel.noaa.gov/vents/chemocean.html

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DEPÓSITOS EXALATIVOS DE SULFETOS MAÇICOS

Sulfetos Maciços Vulcanogênicos

ou Associados à Vulcânicas

Ambiente tectônico: complexos ofiolíticos, arco de ilha e bacias intra-placa

Sulfetos maciços sedimentar exalativos (SEDEX)(SEDEX)

Troodos (Chipre)Oman (Turquia)

Noranda e Kid Creek (Canadá)

Kuroko (Japão)

Sullivan (USA)

Broken Hill (Austrália)

Idades variam de Arqueano a recente

Tipo ChipreTipo Chipre Tipo Besshi / Tipo KurokoTipo Besshi / Tipo Kuroko

CuCu Pb-Zn (Ag)Pb-Zn (Ag)BaBa

Cu-ZnCu-ZnCu-Zn-Pb (Ag - Au)Cu-Zn-Pb (Ag - Au)

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Idade Depósitos VMS arqueanos:Depósitos VMS arqueanos:relacionados com seqüências “greenstone belt”

Tipo Noranda ou primitivo(equivalente antigo do tipoKuroko)

Ex: Greenstone-belt de AbitibiCanadá

Depósitos VMS Depósitos VMS proterozóicos:proterozóicos:Tipo-Besshi

Depósitos VMS Depósitos VMS fanerozóicos:fanerozóicos:Tipo Kuroko e tipo Chipre

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Sulfetos Maciços Vulcanogênicos (VMS) ou Associados à VulcânicasSulfetos Maciços Vulcanogênicos (VMS) ou Associados à Vulcânicas

Tipo ChipreTipo Chipre Tipo KurokoTipo Kuroko

Cu (Zn) Cu (Zn) Cu-Zn-Pb (Ag - Au)Cu-Zn-Pb (Ag - Au)

Tipo BesshiTipo Besshi

Cu-Zn (Au)Cu-Zn (Au)

• Associado com rochas vulcânicas básicas e

ofiolitos em centros de expansão do assoalho

oceânico (Meso-oceânicas) e em bacias de

retro-arco. • Lentes ou montes de

pirita maciça, sobrepostos por zonas ricas em cobre

composta por veios anstomosados de quartzo

e sulfetos em basaltos cloritizados

•Ocorrem em ambientes mistos, associado com

sedimentos e vulcanismo basáltico a dacítico

relacionado ao estágio inicial de magmatismo

cálcio-alcalino de arcos de ilha.

•Ocorrem em ambientes estruturais complexos.

•Zonas mineralizadas são ricas em pirrotita e pirita:

pouco espessas e lateralmente extensivas.

Associado com vulcanismo mais félsico

(dacítico a riolítico) relacionados aos estágios

finais extensionais de evolução de arcos de ilha (bacias de retro-arco).

Zonas de veios e stokwork são sotopostas ao minério que apresenta zonamento geoquímico bem definido

(Zn-Pb-Ag) verticalmente e lateralmente.

Pirita, calcopirita Pirita, calcopirita e esfalerita Galena, esfalerita, calcopirita (+ pirita, tetraedrita)

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INTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICAINTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICA


Vulcanismo máfico associado

a expansão do assoalho oceânico

Perda de calorassociada com

convecção(energia para o

sistema hidrotermal)

Tipo ChipreTipo Chipre

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INTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICAINTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICA


Zona de RecargaZona de Recarga

Consumo de Mg+2 do fluido

2NaAlSi3O8 + 5Mg2+ + 8H2O = Mg5Al2Si3O10(OH)2 + 2Na+ + H+ + 3SiO2(aq)

albita clorita

Consumo de Ca+2 e SO42- do fluido

CaAl2Si2O8 + 5Mg2+ + SiO2(aq) + SO42- + 8H2O = Mg5Al2Si3O10(OH)2 + CaSO4 + 8H+

anortita clorita anidrita

Redução de SO42- do fluido

11FeSi2O4 + 2SO42- + 4H+ = FeS2 + 7Fe3O4 + 11SiO2(aq) + 2H2O

olivina pirita magnetita

28FeS + 5SO42- + 10H+ = 16FeS2 + 4Fe3O4 + H2S + 4H2O

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INTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICA


Zona de ReaçãoZona de Reação

3CaAl2Si2O8 + Ca2+ + 2H2O = 2Ca2Al3Si3O12(OH) + 2H+

anortita epidoto

T> 375°C - 400°C; P= 0,35 kb - 0,5 kb (2,5 km)

baixa razão fluido/rocha e alta concentração de metais

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SULFETOS MAÇICOS VULCANOGÊNICOS

Tipo KurokoTipo Kuroko

Rochas vulcânicas formadas em ambiente de arco de ilha: riolito, dacito associados a andesitos ou basaltos

Proximidade de centros de vulcanismo félsico: domos félsicos (riolito ou dacito) com rochas piroclásticas e vulcanoclásticas associadas.

Presença de horizontes de chert com pirita

Presença de falhas extensionais

•Yellow ore (> T): Da base para o topo:pirita; calcopirita, pirita; calcopirita, pirita, quartzo.

•Black ore: (< T) Da base para o topo: esfalerita, barita, pirita, galena e tetraedrita; esfalerita, barita, pirita, calcopirita, quartzo

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INTERAÇÃO ÁGUA DO MAR - CROSTA OCEÂNICA


Halos de Alteração HidrotermalHalos de Alteração HidrotermalMinérioMinério(VMS)(VMS)

Assembléia Assembléia hidrotermalhidrotermal

Assembléia Assembléia metamórficametamórfica

ProximalCu-Zn (Pb)Pirita,Calcopirita

DistalZn (Pb)EsfaleritaGalena

CloritizaçãoClorita fina +

quartzo

Cummingtonita +antofilita

Sericitizaçãosericita fina +

quartzo

Muscovita +quartzo

Outros tipos de alterações comuns: silicificação, carbonatização, epidotização

lentes maciças a bandadas: pirita (90%), esfalerita, galena e calcopirita forma de cogumelo

veio/disseminado (stringer ore)


UNICAMPUNICAMP SULFETOS MAÇICOS VULCANOGÊNICOS

andesito

riolito - brecha

lavas riolíticas

sulfeto maciço

veios (stringer)

clorita

clorita-sericita

sílica - epidoto

falha sin-vulcânica

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>60% de sulfetos

fontes de Cu, Zn, e Pb ± Au, Ag, Co, Cd, Se, barita, gipso

Componentes(em ppm)

H2O domar

East PacificRise

SouthernJuan de Fuca

T(°C) 2 350 224pH 8 3,5 3,2Na+ 10.790 9.800 18.300Ca2+ 413 860 3.860K+ 395 1000 2.020

Fe2+ <1 100 1.045Mg2+ 1.280 <1 <1Mn2+ <1 34 197SiO2 10 960 1.400Zn2+ <1 7 59Pb2+ <1 <1 ?Cu2+ <1 1 <0.1Cl- 19.355 17.335 38.640

H2S <1 221 63SO4

2- 2.745 <1 <1CO2 103 282 ?

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FLUIDOS EM SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS FLUIDOS EM SISTEMAS HIDROTERMAIS SUBMARINOS

pH

Mg2+

SiO2

H2S

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CARACTERÍSTICAS DOS FLUIDOS


Soluções aquosas de salinidade 2 a 7 vezes a da H2O do mar (3,2 % em peso de NaCl)

Soluções ácidas, com pH em torno de 3,5

Soluções redutoras H2S >> SO42-

T= 200 - 400°C

Soluções empobrecidas em Mg2+

Soluções enriquecidas em SiO2, Ca2+, Na+, metais base, Cl-

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CARACTERÍSTICAS DOS FLUIDOS MINERALIZANTESCARACTERÍSTICAS DOS FLUIDOS MINERALIZANTES


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CARACTERÍSTICAS DOS FLUIDOS MINERALIZANTESCARACTERÍSTICAS DOS FLUIDOS MINERALIZANTES

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Modelo esquemático de sistema

paleo-hidrotermal do Grupo Serra do

Itaberaba (SP)(Pérez-

Aguilar, 1996)

(1-2) Rochas metabásicas hidrotermalizadas; (3) Rochas metabásicas; (4) Intrusões andesíticas a riodacíticas; (8) Formações ferríferas; (9) Sulfetos; (10) Marunditos; (13) Metapelitos

Exemplo de sistema paleo-hidrotermal

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