El flujo de fluido en y alrededor de las intrusiones de granito: la mineralización polimetálica asociada con los granitos de Cornualles, al suroeste de Inglaterra

El batolito de granito Cornubian, emplazado hace 280- 290 Ma durante el Carbonífero al Orógeno Varisco Pérmico, está asociado con uno de los distritos mineros clásicos polimetálicos del mundo. El batolito aflora como una serie de cinco plutones principales, además de poseer una serie de cuerpos de granito menores y diques relacionados, en los condados de Cornwall y Devon, al suroeste de Inglaterra (Figura 1). Se cree que el batolito ha sido emplazado en respuesta a la subducción causada por la convergencia de Laurasia y África (la formación de Pangea), con granitos y estilos de mineralización similares, también evidentes en otros lugares a lo largo del cinturón orogénico, sobre todo en España, Portugal, Francia y la República Checa en Europa y Nueva Brunswick-Terranova en América del Norte. En el suroeste de Inglaterra, la minería se remonta a la Edad del Bronce, pero el pico de actividad se produjo en el siglo XIX. Históricamente, el distrito ha sido predominantemente productor de Sn (2,5 millones de toneladas de producción de metal acumulado) y Cu (2 millones de toneladas de la producción de metales acumulativo), aunque otros metales como Fe, As, Pb, Zn, W, U, y Ag también se han extraído (Alderton, 1993). Actualmente el distrito sigue siendo un importante productor de caolín (arcilla de China) para la industria de la cerámica (véase la sección 4.4.1 del Capítulo 4).

El granito de Cornualles, al igual que muchos otros organismos también mineralizados en otros lugares a lo largo del cinturón de Varisco, es de composición peraluminoso, enriquecido en Rb, Li, F, B y Be, y puede ser clasificado como un granito de tipo S (Willis-Richards y Jackson , 1989). La mineralización en el granito está relacionada con la temprana exsolucion de una fase acuosa voluminosa del magma que es responsable de la alteración generalizada de las márgenes de pluton y gran parte de la mineralización (Jackson et al., 1989). La alteración es típicamente dividida en zonas y se caracteriza por la secuencia de turmalina - alteración potásica (K-feldespato y biotita) - sericita - clorito al alejarse de mineralización. Los Fluidos Magmaticos hidrothermales son también responsables de la formación de vetas de cuarzo mineralizados que son tanto endograniticos como exograniticos. Algo particularmente característico de la mineralización Cornubian es la presencia de conjuntos de vetas cubiertas, bordeadas por greisen que generalmente representan los sitios de mineralización preferencial Sn-W. Estas venas están constituidas esencialmente por cuarzo y turmalina con casiterita y wolframita variables, y un halo de alteración de greisen que comprende cuarzo, moscovita, Li-mica, y topacio. Estos sistemas de vetas a menudo se extienden por varios kilómetros hacia la roca country de los alrededores y registran una zonificación metalogénica bien definida o una secuencia paragenética. La división por zonas del mineral de mena progresa de un conjunto temprano dominado por óxidos (casiterita y wolframita junto con turmalina) a un conjunto tardío de sulfuro que comprende calcopirita, esfalerita y galena, junto con fluorita y clorito. El patrón de zonación es evidente tanto en sentido vertical dentro de un sistema individual de vena y lateralmente lejos de un cuerpo de granito como se muestra en las Figuras 1 y 3. Aunque la zonación de metal es complejo (Willis-Richards y Jackson, 1989), la progresión de Sn-W a Cu a Pb-Zn refleja

un fluido mineral que se desarrolló, tanto en términos de refrigeración como en los cambios químicos debido a interacciones líquido-líquido y líquido-roca.

Las Simulaciones numéricas computarizadas del flujo de fluido en y alrededor de los granitos Cornubian han proporcionado información útil sobre la distribución de la mineralización, así como los controles de zonificación de metal del distrito que es tal de característica. Una de las características del batolito Cornubian es que la mineralización se distribuye preferentemente lo largo de un margen del plutón de granito expuesto, tales como el margen norte del plutón Carnmenellis y los márgenes meridionales de los plutones St Austell y Bodmin (Figura 1). Dos de los factores que influyen en el patrón del flujo del fluido magmático-hidrotermal en y alrededor de los plutones de granito son: la forma del cuerpo y su profundidad de emplazamiento (Sams y Thomas-Betts, 1988). El flujo de fluido máximo tiende a concentrarse en los márgenes más suaves de inmersión más de un cuerpo de granito, que representa la asimetría en la distribución de la mineralización. Además, el destechamiento progresivo de un granito por la erosión hará que el lugar del flujo de fluido convectivo migre hacia el exterior en los sedimentos circundantes. Un modelo para el margen sureste del granito St Agnes-Cligga Head (Sams y Thomas-Betts, 1988), en el cual la mayoria se encuentra bajo el mar, ilustra cómo el destechamiento progresivo del cuerpo hace que el lugar del flujo de fluido vertical se mueva progresivamente lejos de los márgenes pluton. La Evolución térmica y química de las soluciones mineralizantes durante el intervalo de tiempo representado por el destechamiento podría ser responsable de los incrementos sucesivos de deposición de metal y la zonificación regional de metales observada.

Fig 1. Distribución de los principales plutones expuestos en Cornwall y Devon que forman parte del batolito de granito Cornubian, y la distribución de la mineralización de Sn, Cu, y Pb-Zn en y alrededor de estos plutones(después de Atkinson y Baker, 1986).

Figura 2- (izquierda) rodamiento Sn-W cubierto, venas expuestas en Cligga Head, Cornualles bordeadas por greisen.

Figura 3. El patrón regional de zonificación de metal alrededor de la margen sureste del granito de Cligga Head-St Agnes (a). Simulación numérica del flujo de fluido en y alrededor del granito en función del destechamiento progresivo del granito con el tiempo (b y c; ambos diagramas después de Sams y Thomas-Betts, 1988).