VMS Peru 08 II Vulcanologia

Fernando Tornos - Curso VMS - Peru 2008 1

SGA WorkshopSulfuros Masivos y sus relaciones

l á i

Fernando Tornos

con rocas volcánicas

Parte II. La secuencia encajante

Esquema del curso

1. Aspectos generales de los sulfuros masivos volcanogénicos1. Descripción del modelo2. Aspectos económicos3. Evolución de VMS4. Ambiente geotectónico5. Clasificación6. Modificaciones post-sedimentarias

2. Las rocas encajantes1. Facies de las rocas volcánicas2 Discriminación geoquímica

2

2. Discriminación geoquímica

3. Alteración hidrotermal

4. Estilos1. Sistemas actuales2. Mounds y chimeneas3. Fondos anóxicos4. Remplazamiento

5. Geoquímica de los procesos hidrotermales

6. Exploración y medio ambiente

Clasificación de las rocas encajantes

Igneas y derivadas– Coherentes

• Subvolcánicas• Volcánicas

– Fragmentarias• Autoclásticas

Hialoclastita peperita

Rocas masivas

3

• Hialoclastita, peperita• Piroclásticas (primarias)• Epiclásticas (secundarias)

Sedimentarias– Carbonatadas– Clásticas

Químicas

Rocas volcanoclásticas

Complejo el estudio de facies volcánicas pues son muy variables en los estilos de erupción y emplazamiento. Se superponen la alteración hidrotermal y las modificaciones tectónicas.

Criterios discriminativos

Características básicas• Máfica (basalto) o intermedia-ácida

(andesita-riolita)

Definición de litofacies• Sills y lavas de riolita con fenocristales

feldespato

Características• Masivo, bandeado de flujo, brechoide

Dimensiones• 1-100 m x < 500 m

4

1 100 m x < 500 m

Mineralogía, tamaño y proporción de fenocristales

• 0-10% plag, bandeado flujo

Texturas• Amigdaloide, pómez, perlitico-esferulitico,

glomeroporfídico

Facies asociadas• Autobrecha, hialoclastita y peperita

Alteraciones• Sericitización

Esquema distribución rocas ígneas

domoHialoclastita resedim.

Mass flow pómez

colada

arenisca

pizarra

Mass flow pómez piroclasto

5

sill

criptodomo

Clasificación genética de rocas volcánicas

6

(McFee et al., 1993)


Desarrollo de estructuras y texturas

• Creación de texturas y estructuras primarias por erupción volcánica y emplazamiento

• Modificación temprana por procesos sin-volcánicos (oxidación, hidratación, degasificación, alteración hidrotermal, devitrificación)

7

devitrificación)

• Modificación tardía por procesos postvolcánicos (anteriores + deformación, metamorfismo, alteración supergénica)

¿Una interpretación correcta?

1. Clasificación y nomenclatura correcta de las rocas

2. Identificación de texturas y estructuras primarias

3. Reconocimiento e interpretación

8

4. Encuadre geológico y relaciones con otras rocas

5. Definición de unidades volcánicas y su ambiente de formación

6. Caracterización de alteración, deformación y metamorfismo superimpuestos

Algunas estructuras y texturas importantes

• Textura porfídica• Esferulitos y perlitas• Lapilli acrecional• Foliación de flujo• Disyunción columnar• Pillows• Sedimentación gradada, cruzada y paralela

9

• Vesículas• Pómez y escoria• Fiamme• Glass shards

Algunas facies y texturas volcánicas

Facies Basalto Andesita Dacita Riolita

Fire fountainColadas

Pillow lavas

Domos

Autobrecha

Hialoclastita

10

Hialoclastita

Peperita

Mass flow

Ignimbrita

Obsidiana

Rocas intermedias-félsicas

GuaguaLascar

Lascar

11

Guagua Pichincha

Rocas intermedias-félsicas

Alta temperatura. Viscosas– Masivo– Bandeado de flujo– Presencia de perlitas

Baja relación extensión/ potencia

– Domos– Diques y criptodomos

12

– ColadasTexturas porfiríticas,

afaníticas, fluidales, perlíticas y vesiculares

– Permiten distinguir unidades

Intensa brechificación– Facies autoclásticas


Fragmentitas asociadas a rocas coherentes

FACIES AUTOCLASTICAS– Matriz = clastos– Intrusión magmas viscosos– Autobrechificación por

enfriamiento en aguaAutobrechas

– Zona más interna– Matriz = composición que

clastos

Peperitas– Interacción con

sedimentos húmedos– Contacto intrusivo inferior

y superior– Tipos dependen proporción

fluido• sensu stricto• globulares

13

– Superficies curviplanares– Estructuras perlíticas– Alteración diferencial

Hialoclastitas in situ– Monomícticas– Grandes variaciones grano– Estructura en puzzle con

desorganización gradual

globulares• sensu stricto• autoclásticas• inyección

Pseudobrechas– Perlitas– Devitrificación irregular

Hialoclastita

14

(McFee et al., 1993)

Colada riolítica

15

Oga-Kamaoza

Facies núcleo colada riolítica

16

Oga-Kamaoza

Autobrecha colada riolítica

17

Oga-Monzen Fm

Facies marginal I: Obsidiana

18

Oga-Monzen Fm


Facies marginal II: hialoclastita

19

Oga-Monzen Fm

Hialoclastita techo colada riolítica

20

Oga – Monzen Fm

Hialoclastita techo colada

21

Oga-Monzen Fm

Hialoclastita techo colada

22

Oga-Monzen Fm

Dolo riolítico con devitrificación

23

Noranda

Formación de domos félsicos

domo

24

domo


Esquema formación hialoclastita y peperita

Hialoclastita transportada

Hialoclastita in situ

25

Faciesmasiva

peperitas

Hialoclastita

Peperita globularPeperita s.s.Peperita autobrechoidesPeperita inyección

Metamorfismo contacto

autobrecha

Complejos domo

26

Conde (in litt.)

Diques intermedios-félsicos

27

• Independientes o laterales a criptodomos• Contactos intrusivos

– Peperitas– Metamorfismo contacto– Degasificación zona superior

Aznalcóllar

Campo de domos

28

Hanaoka

Autobrechas

29

• Visibles por alteración hidrotermal• Zonas internas rocas coherentes

Texturas perlíticas

30


Devitrificación: Rocas pseudofragmentarias

• Devitrificación irregular +alteración hidrotermal pueden producir pseudobrechas en rocas masivas

31

Vacuolas

32

Noranda

Vacuolas

33

Lomero Poyatos

Glass shards

34

Lomero Poyatos

Riolita porfídica

35

Bathurst

Macroperlita dacita

36

Oga-Tate Yamasaki


Rocas fragmentarias: hialoclastita

37

Hialoclastita in situ Hialoclastita in situ

Hialoclastita transportada Hialoclastita transportada

Hialoclastita caparazón rica pómez

38

Kutlular

Hialoclastita marginal domo riolítico

39

Ohdate-Kosaka

Hialoclastita resedimentada

40

Dalambert

Hialoclastita domo riolíto

41

Spitzkoppe Farm

Hialoclastita marginal domo

42

La Ronde


Hialoclatita domo riolítico

43

Spitzkoppe Farm

Hialoclastita dique

44

Buttercup Hill Noranda

Rocas fragmentarias: peperita

4545

Peperita autoclástica

Peperita globular Peperita s.s.

Peperita inyección

Peperita en dacita

46

Macka

47

Río Tinto

Rocas máficas masivas

Las rocas máficas pueden tener las mismas estructuras que las félsicas pero al ser menos alterables y emplazadas a menor temperatura son menos comunes

48

Autobrecha

HialoclastitaPeperita

Pillow lava


Complejos pillow-dique

49

Troodos

Rocas máficas: coladas

50

Piton de la Fournier

Rocas máficas: coladas submarinas

pacmanus

51

Pacific Antarctic Ridge Lihir(S. Petersen)

Rocas máficas: coladas

Alta relación extensión/potencia

– Menor temperatura– Baja viscosidad

Coladas– Pillow lavas o masivas

Diques y sills (profundos y someros)

52

someros)

53

Gorob

Pillow lavas

54

Bathurst


Pillow breccia

55

Bathurst

Sistema pillow-dique

56

Bathurst

Pillow lavas deformados

57

La Ronde

Rocas máficas: lagos de lava

58

Piton de la Fournier

Rocas máficas: sills y diques

59

Aldeyafoss (Islandia)

Andesita disyunción columnar

60

Murgul


Hialoclastita base colada

61

Noranda

Rocas volcanoclásticas

Rocas piroclásticas– Pocas (somero)– Ignimbritas: masivas potentes aplastamiento soldadas– Confusión: devitrificación, hialoclastitas, alteración,

r.volcanoclast.

Rocas epiclásticas– Redeposición piroclastos o erosión rocas masivas

6262

Redeposición piroclastos o erosión rocas masivas– Turbiditas y mass flows. Grauvacas– “Tufitas o tobas” ==> areniscas volcanoclásticas!!!– Pizarras (comp.sedimentario)

Rocas máficas: fire fountain

Piton de laFournier

63

Rocas máficas: fire fountain

64

Newton Dam

Shijjujataki

Ejemplos rocas piroclásticas

La Palma

65

TeideNakano

La Palma

Piroclasto no soldado

66


Brechas de colapso

67

Tate Yamasaki

Presencia de pómez

Tobas soldadas (500-800°C)– Ambiente subaéreo

(generalmente)– Ambiente submarino (flujos

piroclásticos submarinos)Corrientes turbidez no soldadas

– Retrabajamiento piroclastosprimarios

68

•Presencia tubos y vidrio volcánico•Soldadas o no soldadas•Monomícticas o polimícticas

Aljustrel

Soloviejo

Mass flow pómez

Los Frailes

69

Aljustrel

Características básicas de rocas ricas en pómez

Aljustrel

70

Toba soldada

71

Towada

Mass flow pómez

72

Capadocia


Toba soldada

73

Oga-Niodosaki

Mass flow rico en pómez

74

La Ronde

Mass flow distal

75

Horne Mine

Brecha polimíctica

76

Cayeli

Mass flow polimíctico

77

Corriente turbidez heterolítica - Soloviejo

Rocas epiclásticas

7878

Hialoclastita distal

Clasificación rocas sedimentarias– Arenisca poligénica (grauvaca)– Conglomerado– Sedimentos pelágicos/hemipelágicos

Laterales a domos y conosSedimentos distales

– Abanicos submarinos


Brecha poligénica

79

Duparquet

Brecha poligénica de escarpe

80

Perubar

Arenisca volcanoclástica

81

Macka

Areniscas volcanoclásticas

82

Río Tinto

Exhalita

83

Spitzkoppe Farm

¿Roca masiva o volcanoclástica?

84

Bathurst 6


Geoquímica de las rocas volcánicas

• Son rocas con mucha alteración hidrotermal• Los elementos mayores clásicos (SiO2, Na2O, K2O) y muchos de

los elementos traza (Rb, Sr, Ba) no son válidos pues son muy móviles

• Utilizar las litologías menos alteradas

85

• En las más alteradas hasta el Zr es móvil

• Hay que usar elementos (o relaciones entre ellos) inertes (Al2O3, TiO2, Zr, Y)para discriminar

• Series magmáticas• Litologías• Unidades ígneas

Geoquímica de elementos inertes

86

(Gifkins et al. 2005)

Skelletfe: composición de las rocas menos alteradas

87Schlatter, 2005

- La riolita no es derivada de la fraccionación de los magmas básicos asociados

Composition of volcanic facies in the Renström

70

75

80

Renström post-ore main dacite intrusionHigh-Mg mafic intrusionsPost-ore hybrid andesite-rhyolite sillsPetiknäs S. post-ore andesite sillsPost-ore fine grained rhyolite intrusionsRenström hangingwall basaltic andesite sillsRenström, Kyrkvägen HW andesitesPetiknäs S. PEC9 HW andesitic brecciasRenström hangingwall dacitic pumice brecciasHangingwall rhyolitic pumice brecciasOre zone rhyolite dome (Kyrkvägmyrberget)Renström S. ore zone rhyolite 25% phenos

Rhyolite

Dacite

Subalkaline


O2

88

45

50

55

60

65

0.001 0.010 0.100 1.000

Zr/TiO2

Renström B-lens rhyolite 25% phenocrystsRenström S. ore zone rhyolite 35% phenosPetiknäs S. FW feld-rhyolite porphyryRenström S. ore zone fine grained rhyoliteRenström ore zone rhyolite pum bx-sandstRenström S. ore zone andesitic bx-sandstPetiknäs S. A-lens pum sandst-bx (large qtz)Petiknäs S. ore zone andesitic pumice brecciaKyrkvägen FW 1222 high-Ti daciteKyrkvägen FW 1244 high-Ti andesitePetiknäs S. FW high-Ti dacite intrusionsRenström S. FW high-Ti dacitic pum brecciaPetiknäs S. FW high-Ti dacitic pum brecciaKyrkvägen FW 1217 andesite intrusionsKyrkvägen, Renström FW andesitic brecciasPetiknäs S. FW andesitic breccias

Dacite

Andesite

Basaltic andesite

Basalt

Alkaline

Allen and Svenson, 2004

% S

iO

Volcanic suites in the Renström area: coherent and clastic facies, least altered samples

0.8

1.0

1.2

Renström post-ore main dacite intrusion

High-Mg mafic intrusions

Post-ore hybrid andesite-rhyolite sills

Petiknäs S. post-ore andesite sills

Post-ore fine grained rhyolite intrusions

Kyrkvägen HW pyroxene-basaltic andesites

Renström hangingwall basaltic andesite sills

Renström HW andesites

Hangingwall dacitic pumice breccias

Hangingwall rhyolitic pumice breccias

Ore zone rhyolite dome (Kyrkvägmyrberget)

Renström S. ore zone rhyolite 25% phenos

Renström B-lens rhyolite 25% phenocrysts

high-Ti suites

low-Ti suites


2

89

0.0

0.2

0.4

0.6

0 50 100 150 200 250Zr ppm

y p y

Renström S. ore zone rhyolite 35% phenos

Petiknäs S. FW feld-rhyolite porphyry

Renström S. ore zone fine grained rhyolite

Renström ore zone rhyolite pum bx-sandst

Renström S. ore zone andesitic bx-sandst

Petiknäs S. A-lens pum sandst-bx (large qtz)

Petiknäs S. ore zone andesitic pumice breccia

Kyrkvägen FW 1222 high-Ti dacite

Kyrkvägen FW 1244 high-Ti andesite

Petiknäs S. FW high-Ti dacite intrusions

Renström S. FW high-Ti dacitic pum breccia

Petiknäs S. FW high-Ti dacitic pum breccia

Kyrkvägen FW 1217 andesite intrusions

Kyrkvägen, Renström FW andesitic breccias

Petiknäs S. FW andesitic breccias

hybrid suite

high-Zr low-P rhyolites

Renström South footwall

high-Ti suite

Allen and Svenson, 2004

%TiO

La reconstrucción ideal: Renström, Skellefte

Post-ore basaltic andesite ”fire fountains” and lavas (basaltic andesite shield / ridge volcanoes)

Sea depth ? 100-1500 m

90

Pre-ore basalt-andesite-dacite shield volcano

Ore-related rhyolite dome-tuff cone volcanoes

Massive sulphide ore


Rocas sedimentarias no volcanoclásticas

Rocas carbonatadas– Deslizamientos en masa– Raros carbonatos no hidrotermales

Pizarras– Sedimentos pelágicos y hemipelágicos– Variaciones importantes materia orgánica y azufre– Suelen indicar fondos (anóxicos) y tranquilos

Areniscas y cuarcitas

91

Areniscas y cuarcitas– Poco significativas

• Indican aportes externos

Alosno

Rocas químicas (exhalitas)

Chert:– lateral sulfuros masivos– reducción jaspe– cap sulfuros masivos– brine pool reductora

Jaspes– Relacionado Mn

b i l id d

¿MARCADORESACTIVIDADHIDROTERMALVariación

fO

92

– brine pool oxidadaClorititaRocas arcillosas (montmorillonita, nontronita)TurmalinitaHierros bandeados (mt, hm, chl, Q)Mineralizaciones Mn: rodocr, ank, cc, doSulfuros masivos

SUBMARINA?fO2

Chert y jaspe

Casi todas exhalativas– Texturas microbiales– Poco contenido elementos

inmóviles– Presencia vents o chimenas,

laminación sedimentariaInhalativas

– Remplazamiento vidrio volcánico– Remplazamientos sintectónicos

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Evolución– Fe-Si -> Fe-Si-As-Ag-Sb-Mo-Ba ->

Fe-Si-Mn-Cu-Pb-Zn-Se-U±Ba– Evolución frio y oxidante a caliente

con H2S

Ejemplos de exhalitas

Heath Steele

Kyzil Tashtig

94

El problema de las rocas intrusivas

Localmente presentes– Raíces sistemas volcánicos

• Meso- a epizonales• Misma geoquímica• Misma edad• Misma secuencia• Calcoalcalinos oxidados (+mt)• Gabros toleíticos o alcalinos• Estériles o con venas

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Estériles o con venas periplutónicas

– ¿Intrusiones independientes?• Geocronología y geoquímica

¿Cual es su significado?– Fuente de calor– Fuente de metales– Fuente de fluidos

Intrusiones sinvolcánicas relacionadas con VMS

• Típicas en muchas provincias• Q-diorita-tonalita-trondhemita dominantes

– Composición química similar – Coetáneas

• Intrusión rápida y somera de pequeñas intrusiones

– Difícil asumir batolitos subvolcánicosContactos graduales mezcla de

9696

– Contactos graduales, mezcla de magmas y desequilibrio

– Cavidades miarolíticas (anf-Q-chl-ep)– Xenolitos (stoping)– Poca asimilación– Saturados fluidos?– Enfriamiento rápido

• >2000 m bajo SMARV

Flavrianpluton

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