11.- Rocas y yacimientos ligados a volcanismo


Fenómenos volcánicos

Variabilidad composicional

Localización de las erupciones

Tipología de las erupciones volcánicas

Estructuras volcánicas

Tipología de los productos eruptivos

Clasificación de las rocas volcánicas

 

Aplicaciones de las rocas volcánicas

Yacimientos minerales relacionados con el volcanismo

Yacimientos de tipo Kuroko

Otros yacimientos de filiación volcánica

Yacimientos de mercurio de Almadén

Formaciones bandeadas de hierro

Yacimientos de óxidos de manganeso

Los yacimientos de magnetita de El Laco (Chile)

Lecturas recomendadas

Páginas web relacionadas con volcanismo
 



 
 

11.- Rocas y yacimientos ligados a volcanismo

    El volcanismo incluye en el detalle una gran variedad de procesos, en función de la naturaleza del magma que llega a la superficie, de la forma en que es extruído a la superficie, de los volátiles que acompañan a la roca, así como del hecho de que el proceso se produzca en un medio subaéreo o subacuático. Esto da origen a la gran variedad de rocas y yacimientos minerales que encontramos asociados a los procesos volcánicos.

Fenómenos volcánicos

El volcanismo es la manifestación en superficie de los procesos magmáticos. El principal fenómeno volcánico es la erupción, es decir, la salida a la superficie del planeta del magma Hay una gran variedad de factores que controlan la salida: unos son propios de la composición del magma; otros son externos a la naturaleza del magma: tipo de accidente por el que se produce la salida del magma, carácter subaéreo o submarino de la erupción, etc. Todo ello condiciona la naturaleza del proceso eruptivo, así como de las rocas que se forman durante éste.

Variabilidad composicional

La composición del magma que alcanza la superficie condiciona el proceso eruptivo de diferentes formas:

En definitiva, estos dos factores controlan la mayor o menor explosividad del volcanismo, que se traduce en la formación de distintos tipos texturales: rocas compactas, resultado de la cristalización de lavas, y rocas fragmentarias (piroclásticas), resultado de la acumulación de material explosivo (ver figura). Por otra parte, la propia composición del magma da origen a distintas litologías, formadas por asociaciones minerales diferentes, lo que permite una clasificación de las rocas volcánicas equivalente a la de las rocas plutónicas.

Localización de las erupciones

La localización espacial, tectónica y/o geográfica, del volcanismo es también un factor condicionante del tipo de erupción:


Tipología de las erupciones volcánicas

En función de todos estos factores, el volcanismo tiene lugar de formas muy diferentes, que se clasifican de acuerdo con su semejanza con erupciones históricas:


Estructuras volcánicas

En los edificios volcánicos podemos encontrar toda una gama de estructuras, que resultan características de determinados ambientes o procesos. Entre ellas podemos destacar las siguientes:

Tipología de los productos eruptivos

En función de todas estas características, los materiales que se acumulan como resultado de la actividad volcánica pueden ser de los siguientes tipos:

  

A su vez, los materiales piroclásticos pueden originarse como consecuencia de dos mecanismos: por evolución de nubes ardientes (coladas u oleadas piroclásticas), o por colapso de la columna eruptiva (piroclastos de caída). Los primeros suelen ser masivos, a menudos soldados, finamente laminados, y de depositan preferentemente en zonas de topografía deprimida, mientras que los segundos suelen ser materiales suelos, caóticos, sin laminación clara, y se depositan en estratos perfectamente paralelos a la topografía.

 

Algunos ejemplos de la zona volcánica de Cabo de Gata: pulse aquí.

Clasificación de las rocas volcánicas

Las rocas volcánicas se clasifican en primer lugar en función de su tipología: rocas piroclásticas, lávicas, pumíticas (pómez), obsidiana… A su vez, existe una clasificación granulométrica para las rocas piroclásticas (explicitada básicamente en el punto anterior: diferencia entre bombas y bloques, lapilli y cenizas volcánicas), y una clasificación de base mineralógica para las rocas porfídicas.

La clasificación mineralógica de las rocas porfídicas es similar a la que ya hemos visto para las rocas plutónicas: se basa en el cálculo de los parámetros QAPF (M no suele ser nunca superior a 90 en las rocas volcánicas) y con estos parámetros la clasificación es similar a las variedades plutónicas, variando los nombres de las rocas que caen en cada campo: riolita en vez de granito, basalto en vez de gabro, etc. (ver figura).

Aplicaciones de las rocas volcánicas

Toda la variedad de rocas descritas pueden tener aplicaciones industriales más o menos importantes:


Yacimientos minerales relacionados con el volcanismo

El volcanismo es un mecanismo descrito tradicionalmente como generador de acumulaciones metálicas: muchos yacimientos de sulfuros guardan relaciones cuanto menos de proximidad geográfica con rocas volcánicas, lo que sin duda es una indicación de su vinculación genética. De todos los tipos con los que se ha establecido relación con volcanismo, el caso más claro probablemente corresponde a los yacimientos de tipo Kuroko o tipo Faja Pirírica ibérica (p.ej., Riotinto, Tharsis), es decir, yacimientos de sulfuros polimetálicos masivos, con pirita como mineral mayoritario. En muchos otros casos la vinculación con el volcanismo es menos evidente, y se describen como yacimientos sedimentarios con posible influencia de procesos volcánicos.

En todos los casos, cuando se habla de relaciones entre volcanismo y yacimientos minerales la base empírica es que el proceso de volcanismo aporta elementos químicos, entre ellos metales pesados, que por lo general se liberan al medio. Esto es un hecho de observación, y en ocasiones vemos en la prensa noticias alarmantes sobre las emisiones de estos elementos de mayor o menor toxicidad a la atmósfera (CO2, SO2). Incluso en alguna ocasión se han publicado en la prensa los kilogramos de oro que un volcán está emitiendo, como si el volcán emitiese monedas de este metal. Lo cierto es que estas emisiones se producen en forma gaseosa, y que es necesario algún mecanismo geoquímico que fije los metales para que pueda formarse un yacimiento, evitando la dispersión de los metales.

El descubrimiento en determinados puntos de los fondos oceánicos de los denominados "black smokers", chimeneas de descarga de sistemas hidrotermales submarinos ha permitido observar de forma directa la formación de estas concentraciones.

Black smokers. Pulse para ver ampliada

Algunos ejemplos de la región de Cabo de Gata (Almería): pulsar aquí.

Yacimientos de tipo Kuroko

Los yacimientos de tipo Kuroko (o tipo Huelva, ya que la Faja Pirítica Ibérica es la mayor concentración mundial de este tipo de mineralizaciones) son concentraciones sedimentarias (o volcano-sedimentarias, como se denominan preferentemente) de sulfuros polimetálicos, por lo general dominados por pirita, a la que suelen acompañar otros como calcopirita, esfalerita y galena. Además es frecuente que contengan ciertos valores de metales preciosos (Au, Ag) que añaden interés económico a su explotación minera.

Aparecen constituyendo formaciones de potencia variable (por lo general de varias decenas de metros) y extensión variable (incluso kilométrica), que se encuentran intercaladas en secuencias marinas detríticas con abundantes intercalaciones volcánicas. Su tonelaje suele ser muy elevado (superior a los 50 Mt), lo que permite su explotación minera.

En detalle la tipología de estas mineralizaciones puede ser muy variable, en función de diversos caracteres, entre los que sobresale la mayor o menos lejanía (distalidad) o cercanía (proximalidad) con respecto al área de descarga de las emisiones hidrotermales al medio marino. Otro carácter interesante suele ser su recristalización metamórfica, que produce el aumento de su tamaño de grano, favoreciendo la explotación minera y, fundamentalmente, la concentración de cada mineral.

La mineralogía habitual de estos yacimientos incluye siempre pirita como fase más abundante, acompañada por calcopirita, esfalerita, galena y barita. Es relativamente frecuente la separación en cuerpos mineralizados con mineralogías diferenciadas: las denominadas “black ores”, constituidas mayoritariamente por galena y esfalerita, junto con barita subordinada, y las denominadas “yellow ores”, con pirita y calcopirita como minerales fundamentales. A menudo el yeso y el azufre nativo forman parte más o menos marginal de este complejo sistema. Como minerales minoritarios dentro de las mineralizaciones principales podemos encontrar otros sulfuros afines, como pirrotina, marcasita, arsenopirita, bornita, o metales nativos como oro y plata, siempre en contenidos relativamente bajos (valores del orden de 10-20 gr/t). También son frecuentes en el sistema los niveles de chert ferruginoso, que aparecen interestratificados en la secuencia volcánica relacionada.

 

 

Es frecuente que estos yacimientos se encuentren fuertemente afectados por la deformación tectónica: se forman en medios oceánicos, lo que implica que para que lleguen a aflorar deben haber sido afectados por un proceso orogénico de cierta intensidad.

Su formación ocurre en determinados ambientes geodinámicos: en el caso de Japón es clara su relación con procesos destructivos de tectónica de placas, ya que se localizan precisamente a lo largo de uno de estos límites de placa. Esta relación no es tan clara en el caso de la Faja Pirítica Ibérica, en la que el magmatismo no parece ser el característico de esta localización geodinámica, y más parece relacionado con un proceso de rifting.

En cualquier caso, es evidente siempre la relación entre los yacimientos y un magmatismo volcánico, a menudo máfico, aunque en el caso de la Faja pirítica ibérica la relación más clara se da con el de naturaleza félsica.

Otros yacimientos de filiación volcánica

Como ya hemos mencionado, además de los de tipo Kuroko existe un cierto número de yacimientos, de naturaleza diversa, que distintos autores consideran relacionados con volcanismo. Desde yacimientos de arcillas especiales, producto de alteraciones específicas de rocas volcánicas (caso de las bentonitas de Cabo de Gata, Almería), hasta yacimientos de sulfuros metálicos atípicos, como es el caso de los de cinabrio de Almadén, o los de óxidos metálicos (Fe, Mn, entre otros) que frecuentemente se encuentran intercalados en series con rocas volcánicas más o menos abundantes. De entre estos tipos destacaremos los de mercurio de Almadén, las formaciones bandeadas de hierro (BIF en la terminología anglosajona), y, por su singularidad, las coladas de magnetita de la zona de El Laco (Chile), que constituyen un caso único de mineralizaciones de origen volcánico directo.

Yacimientos de mercurio de Almadén

Los yacimientos de mercurio de Almadén constituyen un caso único a nivel mundial, debido a varios factores:

  1. La enorme concentración puntual que representan de un elemento escaso, como es el mercurio
  2. La variedad de tipologías que presentan, que va desde mineralizaciones típicamente estratoligadas, encajadas en rocas cuarcíticas, hasta mineralizaciones claramente discordantes, epigenéticas
  3. El carácter monoelemental de todos los tipos de mineralizaciones, independientemente de su tipología: en todos los casos el mercurio es el único metal que aparece concentrado, sin que existan elementos asociados, ni siquiera de entre los más afines desde el punto de vista geoquímico (As, Sb, Au, Ag...)
  4. Su relación espacial, y más que probablemente genética, con un volcanismo alcalino intraplaca, relación ésta entre sulfuros estratoligados y volcanismo alcalino que no es común en otros casos.

    De entre los distintos tipos de mineralizaciones existentes en el distrito, las más importantes son sin duda las estratoligadas, encajadas en la denominada Cuarcita de Criadero, de edad Silúrico basal, que se han explotado en las minas de Almadén, El Entredicho y La Vieja Concepción. En estos casos, la mineralización de cinabrio aparece diseminada en la ya mencionada Cuarcita de Criadero, y esta siempre está en contacto con la denominada "roca frailesca", toba de lapilli de naturaleza basáltica, sistemáticamente muy alterada, que constituye diatremas formadas por mecanismos eruptivos explosivos. Los contenidos en mercurio en la cuarcita decrecen al alejarnos del contacto con esta "roca frailesca", evidenciando la relación genética con esta roca peculiar.

Formaciones bandeadas de hierro

El termino Banded Iron Formation (BIF; Formación Bandeada de Hierro) ha sido definido en su forma más simple como rocas sedimentarias químicas conteniendo por lo menos un 15% de hierro, o como unidades estratigráficas laminadas con al menos 15% de hierro, donde las rocas laminadas son capas de mineral de hierro, de cuarzo, de chert, o de carbonato. Sin embargo es importante distinguir entre dos tipos principales: 1) BIF tipo Lago Superior, de origen sedimentario químico; y 2) BIF tipo Algoma. Son estas últimas las que nos interesan en este capítulo, dada su asociación con el vulcanismo. Las BIF tipo Algoma se relacionan con rocas volcánicas y sedimentarias (tipo grauvacas), en secuencias principalmente del Arqueozoico. Se localizan estratigráficamente en cinturones de rocas verdes (greenstone belts), y se caracterizan por una laminación fina de chert ferruginoso, conteniendo hematites y/o magnetita. A estas facies ferruginosas se pueden asociar, además, facies sulfuradas (con pirita y calcopirita y otros sulfuros de hierro y cobre), carbonatadas (p.ej. siderita), y silicatadas (p.ej., stilpnomelana). Su origen puede relacionarse directamente con el vulcanismo a través de fenómenos exhalativos en condiciones submarinas, donde las facies sulfuradas serían ‘proximales’ con respecto al foco emisor, y las oxidadas ‘distales’. El que la mayoría de estas BIF sean de edad arqueozoica no significa que se encuentren limitadas a esta edad, ya que también existen ejemplos de formaciones tipo Algoma en el Paleozoico (p.ej., Cordillera de Nahuelbuta, Chile).

Óxidos de Manganeso

    Los óxidos de manganeso constituyen yacimientos de tipología muy variada, que van desde tipologías epigenéticas, filonianas, a claramente singenéticas, estratoligadas. En el caso de los yacimientos singenéticos, en algunos la relación con actividad magmática no es evidente, por lo que se pueden considerar como yacimientos sedimentarios de precipitación química (ver Tema 8). Pero en otros casos, sí hay una relación genética clara entre yacimientos de esta naturaleza y actividad volcánica. Dos casos que se pueden estudiar en España son los yacimientos de óxidos de manganeso de la Faja Pirítica Ibérica (Huelva-Sevilla), y los de óxidos de Fe-Mn de la región volcánica de Campos de Calatrava (Ciudad Real).

En el primer caso, se trata de mineralizaciones estratoligadas de óxidos y carbonatos de manganeso, relacionados lateralmente con los sulfuros masivos.

En el segundo, las mineralizaciones, constituidas por óxidos de hierro y manganeso, tienen una entidad mucho menor, y solamente han sido explotadas durante la Segunda Guerra Mundial, por la mayor demanda de este elemento, y porque contienen cierta proporción de metales como cromo y níquel, que, al igual que el manganeso, se aplican como blindaje de carros de combate.

Los yacimientos de magnetita de El Laco (Chile)

Se describe aquí un caso singular de mineralización metálica de origen directamente volcánico: se trata de una colada lávica de magnetita existente en la Cadena Andina chilena, en la Región de Antofagasta. El yacimiento, con unas reservas del orden de 1.000 Mt con 50% Fe, se encuentra asociado a un complejo eruptivo andesítico-riodacítico, con actividad intermitente desde el Mioceno hasta la actualidad, que se localiza sobre materiales detríticos del Paleozoico.

La mineralización está formada casi exclusivamente por magnetita, que acusa un proceso de transformación parcial, a alta temperatura, por hematites, y un proceso supergénico de formación de goethita y maghemita. Desde el punto de vista geoquímico, la magnetita muestra valores muy bajos en los elementos traza que normalmente se encuentran asociados al hierro en las mineralizaciones de este mineral de origen ortomagmático (V, Cr y Ti), lo que hace su origen controvertido, entre los defensores de un origen puramente magmático, y los defensores de procesos de removilización magmática de hierros sedimentarios a partir de la serie paleozoica.
 

Lecturas recomendadas

Blake, S. (1997). Volcanic arcs. Course S339. The Open University. 97 pg.

Cas, R.A.F.; Wrigth, J.V. (1992). Volcanic successions (modern and ancient). Chapman & Hall. 528 pg.

Evans, A.N. (1993). Ore geology and Industrial Minerales. An introduction (Third Edition). Blackwell Science. 389 pg.

Francis, P. (1996). Volcanoes (a planetary perspective). Oxford University Press. 443 pg.

Frutos, J.; Oyarzun, J.; Shiga, Y.; Alfaro, G. The El Laco magnetite lava flow deposits, Norther Chile: An up-to-date review and new data. In: Fontboté, L.; Amstutz, G.C.; Cardozo, M.; Cedillo, E.; Frutos, J. (Eds.). Stratabound ore deposits in the Andes. Springer Verlag. 681-690.

García Palomero, F. (1992). Mineralizaciones de Riotinto (Hueva): Geología, génesis y modelos geológicos para su exploración y evaluación de reservas minerales. In: García Guinea, J.; Martínez Frías, J. (Coord.). Recursos Minerales de España. Textos Universitarios, CSIC. 1325-1352.

Guilbert, J.M.; Park, Ch.F. (1986). The geology of ore deposits. Freeman. 985 pg.

Higueras, P. (1995). Procesos petrogenéticos y de alteración de las rocas magmáticas asociadas a las mineralizaciones de mercurio del distrito de Almadén. Tesis Doctoral. Servicio de Publicaciones, UCLM. 270 pg.

IGME (1982). Síntesis geológica de la faja pirítica del SO de España. Colección Memorias. IGME. 106 pg.

McPhie, J.; Doyle, M.; Allen, R. (1993). Volcanic textures: a guide to the interpretation of textures in volcanic rocks. CODES Key Centre Press, 196 pg.

Ohmoto, H.; Skinner, B.J. (Editores). (1983). The Kuroko and related volcanogenic sulphide deposits. Economic Geology Publishing Co. (El Paso, Texas). 604 pg.

Oyarzun, R. (1982). Geology and geochemistry of the banded iron formations in the Nahuelbuta mountains, Chile. Tesis Doctoral. Universidad de Leeds (Inglaterra). 226 pg.

Ruiz de Almodóvar, G.; Saez, R. (1992). Yacimientos de sulfuros masivos de la Faja Pirítica Suribérica. In: García Guinea, J.; Martínez Frías, J. (Coord.). Recursos Minerales de España. Textos Universitarios, CSIC. 1309-1324.

Sawkins, F.J. (1984). Metal deposits in relation to plate tectonics. Springer-Verlag. 325 pg.

Sierra, J. (1992). El yacimiento de Aznalcóllar (Sevilla). In: García Guinea, J.; Martínez Frías, J. (Coord.). Recursos Minerales de España. Textos Universitarios, CSIC. 1353-1374.

Wilson, M. (1989). Igneous petrogenesis: A global tectonic approach. Unwin & Hyman. 466 pg.

Whitney, J.A.; Naldrett, A.J. (Eds). (1989). Ore deposition associated with magmas. Reviews in Economic Geology, 4. 250 pg.

 

Páginas web relacionadas con volcanismo:

Anónimo. Los volcanes. http://www.terra.es/personal/agmh25/volcanes/home.htm

El mundo geológico. Los volcanes. http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/6093/Volcanes.htm

Institut de Batxillerat Bellvitge. Els volcans. http://www.xtec.es/centres/a8019411/volcans/ (en catalán)

Lowman Jr., P.D. Global Tectonic and Volcanic Activity of the Last One Million Years. http://denali.gsfc.nasa.gov/research/lowman/lowman.html

University of North Dakota. Volcano world. http://volcano.und.nodak.edu/vw.html

US Geological Survey. Hawaiian Volcano Observatory. http://hvo.wr.usgs.gov/

Volcanes de Chile. http://www.angelfire.com/nt/volcanesdeChile/


 
 

IndGen.jpg (2587 bytes)

IndTema.jpg (2575 bytes)



 
 
 

Yacimientos Minerales. Una guía on-line