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I giacimenti idrotermali da fluidi marini o di bacino
SOMMARIO
I giacimenti in questione (articolati come da mostrato nel flow chart mostra qui sotto) hanno origine da fluidi idrotermali che trasportano metalli disciolti.
Questi fluidi possono derivare dal mescolamento di acqua marina con fluidi magmatici in ambienti vulcanici attivi (giacimenti VMS), oppure essere salamoie profonde riscaldate da un elevato gradiente geotermico in bacini sedimentari (giacimenti SEDEX). In entrambi i casi, la brusca diminuzione della temperatura durante la risalita, causata dal contatto con l’acqua marina, induce la precipitazione dei minerali.
Anche se, in generale non vi è un collegamento spaziale o temporale tra i giacimenti SEDEX e VMS, si ritiene che essi rappresentino un continuum e siano concettualmente collegati dal fatto che si sono formati attraverso gli stessi processi di base.
- Giacimenti VMS (Volcanogenic Massive Sulphide)
I VMS sono una grande famiglia di giacimenti, principalmente di Cu-Zn (occasionalmente con minori quantità di Pb e Au), che si sono formati durante episodi di grande orogenesi nella storia della Terra. Sono anche chiamati giacimenti VHMS, dove la H sta per hosted, quindi tradotto “Solfuro Massivo Ospitato da Vulcani”.
I giacimenti VMS si trovano in una varietà di contesti tettonici, ma sono tipicamente legati alla precipitazione di metalli da soluzioni idrotermali che circolano in ambienti sottomarini vulcanicamente attivi.
La cristallizzazione avviene nei camini idrotermali o nelle immediate vicinanze, formando depositi massivi.
Un esempio attuale di questo tipo di giacimento è costituito dai cosiddetti “black smokers”, formatisi in seguito alla fuoriuscita da camini vulcanici sottomarini di fluidi idrotermali caldi (ca. 400°C) prodotti dalla circolazione dell’acqua marina nelle camere magmatiche e ricchi di minerali disciolti (soprattutto solfuri di ferro, rame e zinco), secondo lo schema di fig. 1.
I minerali tipici dei giacimenti VMS sono: Calcopirite (CuFeS2), Blenda (ZnS), Galena (PbS), Bornite (Cu5FeS4), Tetraedrite [(Cu,Fe)12Sb4S13], Pirite (FeS2), Arsenopirite (FeAsS), Covellite (CuS), Albite(NaAISi3O8).
- Giacimenti SEDEX (SEDimentary EXalative)
I giacimenti SEDEX contengono più della metà delle risorse mondiali conosciute di Pb e Zn e sono generalmente rappresentati da giacimenti più grandi e ricchi rispetto alla tipologia VMS, sebbene possano essere meno numerosi.
Un deposito SEDEX si origina quando fluidi idrotermali ricchi di metalli vengono espulsi dalla crosta terrestre e interagiscono con i sedimenti sul fondo di bacini marini. I metalli disciolti (come Pb, Zn, Ag) precipitano formando depostiti stratiformi di solfuri metallici (fig. 2)
La maggior parte dei grandi giacimenti SEDEX sono molto antichi (> 500 Ma).
A differenza dei giacimenti VMS, nei SEDEX i fluidi fuoriescono da fratture nei sedimenti e i minerali si depositano sul fondo marino, stratificandosi e venendo inglobati nei sedimenti.
A causa del minore salto termico, nella cristallizzazione dei SEDEX contano molto anche la composizione della salamoia in rapporto all’acqua marina e il pH.
Sebbene l’ambiente SEDEX implichi un gradiente geotermico elevato, esso è considerato “tranquillo” dal punto di vista sedimentologico, per via della bassa energia deposizionale.
I minerali tipici dei giacimenti SEDEX sono: Blenda, Galena, Ag (nativo o solfuro), Pirite, Arsenopirite, Solfuri di Sb e Bi.
Fig. 1 – Schema di formazione di giacimenti VMS da “black smokers”
Fig. 2 - Schema di formazione di un giacimento SEDEX a Pb-Zn
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