|
Mecanismos de precipitación de oro |
|
Puesto que la solubilidad de los complejos clorurados y bisulfurados aumenta con el aumento de la temperatura (Henley, 1973; Seward, 1973; Word et al. 1994), un descenso de temperatura
debería conducir a la precipitación de oro a partir de una solución saturada
en oro. El efecto de la temperatura sobre sistemas naturales, sin embargo, es
difícil de evaluar, puesto que la temperatura afecta a otros parámetros,
tales como fO2, la cual puede tener una
mayor influencia sobre la solubilidad de oro. Generalmente, un aumento de la
presión aumenta la solubilidad de los minerales, pero Seward
(1973) argumenta que la solubilidad de Au(HS)2- por encima de 250ºC debería aumentar con el descenso
de la presión. Como se discutirá después, las relaciones entre presión y
precipitación de oro por ebullición es una de estas indirectas. Las condiciones favorables para la precipitación de oro
a partir de un fluido hidrotermal dependen del complejo dominante de oro.
Esto puede ilustrarse considerando unas pocas reacciones para la
precipitación del oro nativo, la forma más común de oro en depósitos
minerales. Para complejos clorurados, una reacción común es esta: 4AuCl2- + 2H20 = 4Au0(s)
+ 8Cl- + 4H+(aq) + O2
(reacción A) Esta reacción indica que la precipitación del oro será
causada por un incremento en el pH o por un
descenso en la aCl-
o en la aO2.
Huston y Large (1989)
argumentan que, en un sistema de aCl- bastante constante, la precipitación de
oro será causada por un descenso de la temperatura, seguido en importancia
por un aumento en el pH y un descenso en la aO2.
Mecanismos comúnmente propuestos para la precipitación de oro implicando AuCl2- son la mezcla (dilución) de
fluidos y la ebullición. La mezcla de fluidos puede disminuir no sólo la
temperatura sino también la actividad de cloruros por dilución. La ebullición
de fluidos aumentaría su pH. El descenso de temperatura por si sólo no es un
mecanismo efectivo para la precipitación del oro a partir de complejos bisulfurados, puesto que las constantes de estabilidad
para complejos bisulfurados de oro cambia muy poco con la temperatura dentro del rango de
150-350ºC (Seward 1973; Hayashi
& Ohmoto, 1991). La precipitación de oro a
partir de complejos bisulfurados debe ser
representada por reacciones tales como (Huston
& Large 1989; Hannington
et al. 1991; Hayashi & Ohmoto,
1991) 4Au(HS)2- + 2H20
+ 4H+(aq) = 4Au0(s) + 8H2S
(aq) + O2 (reacción
B) HAu(HS)20
+ 0.5H2 (aq) = 4Au0(s)
+ 2H2S (aq) (reacción
C) Esto implica que la precipitación del oro puede ser
causada por un descenso de la aH2S , por un descenso en la aO2 o por un
incremento en aH2,
dependiendo del complejo bisulfurado. Si HAu(HS)20
es la especie de oro dominante, un cambio en el pH
puede no causar la precipitación del oro, pero un descenso en el pH puede causar la precipitación de oro si Au(HS)2- es la especie de oro
dominante. Tales cambio pueden ser ocasionados por la interacción de los
fluidos portadores de oro con las rocas encajantes (e.g.,
Fyfe & Kerrich,
1984). Los cálculos termodinámicos predicen que el método más eficiente para
precipitar el oro es el descenso de la actividad de azufre reducido, puesto
que la solubilidad de oro disminuye dos órdenes de magnitud por cada orden de
magnitud que disminuye la actividad de azufre reducido, pero sólo un orden de
magnitud por cada unidad de pH que disminuye (Huston & Large, 1989). Los
mecanismos sugeridos para el descenso de la actividad de azufre reducido en
un fluido hidrotermal incluyen: mezcla con fluidos empobrecidos en S=
(dilución); oxidación de H2S y HS- a sulfato y azufre,
quizás debido a la mezcla con aguas meteóricas oxidadas; ebullición, y
precipitación de minerales sulfuros, por ejemplo por la interacción del
fluido con rocas de caja ricas en Fe (Drummond
& Ohmoto, 1985). Nótese que el incremento en la
solubilidad del oro debida a un incremento en la aO2 es relativamente
pequeño comparado con el descenso en la solubilidad de oro causada por una
disminución en aH2S debido a
oxidación. Basado en evidencias de inclusiones fluidas, algunos
autores han sugerido que la ebullición de fluidos hidrotermales podría tener
un papel mayor en la precipitación de oro, especialmente en sistemas
epitermales (Lyakhov & Popivnyak
1978; Buchanan 1981; Cole & Drummond
1986; Spooner et al. 1987; Naden & Shepherd 1989, Seward 1991). La
ebullición puede dar lugar a perdida de volátiles, particularmente CO2
y H2S, a la fase vapor por reacciones tales como H+
+ HCO3- = H2O + CO2 (g) (reacción D) y H+
+ HS- = H2S (g) (reacción E) resultando en un incremento en el pH en el fluido residual. El incremento en el pH permite la precipitación inmediata de oro si está
presente como AuCl2- (reacción
A), pero realza la solubilidad del oro si está presente como Au(HS)2- (reacción B). Sin embargo,
con una ebullición continuada, el efecto de la perdida de azufre recudido a
la fase vapor puede alcanzar el efecto del incremento de pH
sobre la solubilidad de los complejos sulfurados, causando la precipitación
del oro. La trayectoria de la reacción actual es mucho mas complicado a causa
de las interacciones fluido-roca, incluyendo la disolución y precipitación de
varias fases minerales que se producen simultáneamente con la separación de
la fase fluida (Bowers 1991). |
|
Pregunta: Para el caso de los complejos clorurados de oro, ¿cómo influyen pH, aCl- y aO2 en la precipitación del oro? |
|
Bibliografía fuente: Misra (2000) |