La alteración hidrotermal es un proceso geológico complejo que puede servir posteriormente como indicador de depósitos de oro para los exploradores de minerales. El proceso consiste en que fluidos calientes y ricos en metales interactúan con las rocas circundantes, lo que provoca cambios químicos y mineralógicos.
Por Darius Koreis, CSIRO
La alteración potásica (K) es una característica geológica común de muchos depósitos de oro en todo el mundo, en particular los depósitos de oro en vetas. En estos, el oro se encuentra en vetas junto con cuarzo y sulfuros dentro de la roca. Esta alteración se manifiesta por la presencia de minerales ricos en potasio, como el feldespato potásico y la moscovita, con oro acumulándose dentro de la zona de alteración.
Este fenómeno ocurre cuando fluidos que contienen potasio, azufre y oro interactúan con rocas circundantes. Esta alteración se visualiza fácilmente y suele mostrar un color rosa claro en la superficie de la roca. Puede utilizarse como indicador de mineralización de oro cercana.
A pesar de esta relación bien documentada, hasta ahora se desconocía si el potasio desempeñaba un papel en el proceso de formación del oro.
Métodos innovadores llenan lagunas de conocimiento clave
El Dr. Yuan Mei y el Dr. Siyu Hu son investigadores de nuestro equipo de Recursos Minerales. Para ayudar a abordar la brecha de conocimiento, co-supervisaron a un investigador visitante en etapa inicial, el Dr. Gao-Hua Fan. Este último dirigió este trabajo en colaboración con su supervisor principal, el Profesor Jian-Wei Li, de la Universidad de Geociencias de China, Wuhan.
Juntos, el equipo desarrolló un nuevo modelo geoquímico que arroja nueva luz sobre el mecanismo fundamental del potasio en la mineralización del oro. Su trabajo se basa en simulaciones de dinámica molecular ab initio (desde el inicio) . Exploró el comportamiento del potasio en fluidos hidrotermales que contienen Au en el punto de formación de vetas de oro. La investigación se publicó recientemente en Geochimica et Cosmochimica Acta .
Nuestro geoquímico computacional, el Dr. Yuan Mei, dijo que la simulación molecular ab initio nos permite explorar los comportamientos tempranos de los metales en condiciones extremas.
«Estas pruebas serían imposibles sin supercomputadoras. Gracias al Centro de Investigación de Supercomputación de Pawsey, utilizamos más de un millón de horas de CPU mediante computación paralela para simular la interacción entre los iones de oro y potasio a escala atómica», dijo Yuan.
«Eso equivale a más de 100 años con una sola CPU. Podemos simular alcanzar temperaturas de hasta 1.000 ºC y presiones de 2.500 bares, condiciones que son difíciles de lograr físicamente de forma experimental».
Los resultados proporcionaron evidencia convincente de que el apareamiento iónico entre K⁺ y Au(HS)₂⁻ es muy débil tanto en fluidos de tipo vapor como en fluidos de tipo líquido. Este hallazgo indica que el potasio desempeña un papel mínimo en el transporte de oro dentro de los sistemas de mineralización de oro en vetas.
Una contribución significativa a la geoquímica hidrotermal
Además de las simulaciones moleculares, el equipo investigó la evolución de los fluidos. Estaban particularmente interesados en cómo la transición del feldespato potásico temprano a la moscovita posterior influye en la deposición de oro.
Identificaron que la mineralización de oro y la transición de minerales de potasio (de feldespato potásico a moscovita) ocurren simultáneamente durante el enfriamiento de los fluidos. Las disminuciones del pH y la fugacidad del oxígeno juegan papeles secundarios en este proceso.
Estos hallazgos subrayan que la relación genética entre la alteración potásica y la mineralización de oro surge del impacto de la evolución del fluido en la precipitación de oro y no se debe a una influencia directa del potasio en el transporte de oro.
Nuestro geólogo económico Siyu explicó cómo la alteración potásica es un indicador importante para los depósitos de oro.
«Al comprender mejor la asociación genética entre este tipo de alteración y la mineralización de oro, los exploradores de oro pueden utilizar con confianza esta alteración como un indicador sólido», afirmó Siyu.
«Esto mejorará su capacidad para identificar y localizar depósitos de oro con mayor precisión».
Más información: Gao-Hua Fan et al, El papel del potasio en la mineralización de oro en vetas: perspectivas a partir de la dinámica molecular ab initio y el modelado geoquímico, Geochimica et Cosmochimica Acta (2024). DOI: 10.1016/j.gca.2024.12.022
