ORO INVISIBLE Y TELURO EN PIRITA RICA EN ARSÉNICO

ORO INVISIBLE Y TELURO EN PIRITA RICA EN ARSÉNICO DEL DEPÓSITO DE ORO DEL EMPERADOR,

FIJI: IMPLICACIONES PARA LA DISTRIBUCIÓN Y DEPOSICIÓN DEL ORO

DAVID W. PALS, PAUL G. SPRY, †

Departamento de ciencias geologicas y atmosfericas, 253 Science I, Iowa State University, Ames, Iowa 50011

y STEPHEN CHRYSSOULIS

Laboratorio tecnológico mineral de avanzada (Advanced Mineral Technology Laboratory o AMTEL), 100 Collip Circle, UWO Research Park, London, Ontario, Canada N6G 4X8

MUESTRAS Y METODOLOGÍA

Las muestras de pirita se examinaron con un microscopio petrográfico utilizando técnicas de luz reflejada y con los microscopios electrónicos de barrido Hitachi S2460N y JEOL JSM-35 que poseen capacidades de mapeo del área EDAX e imágenes de electrones retrodispersados. Las composiciones fueron obtenidas mediante técnicas EPMA y SIMS. Las composiciones químicas de elementos nativos, telururos, sulfuros y sulfosales se obtuvieron utilizando una microsonda electrónica ARL-SEMQ. Los estándares utilizados fueron metales puros (para Au, Ag, Te, Se y Cu), AgBiS2 y Bi2S3 (Bi), Sb2S3 (Sb), As2S3 (As), ZnS (Zn), HgS (Hg) y Fe0.939S (Fe y S). Las líneas de rayos X medidas fueron Fe Kα, S Kα, As Lα, Au Lα, Sb Lα, Ag Lα, Te Lα, Se Lα, Cu Kα Bi Mα, Hg Lα y Zn Kα. Las condiciones de funcionamiento de la microsonda incluyeron un voltaje de aceleración de 20 kV y corrientes de muestra de 20 nA. La microsonda electrónica ARL-SEMQ empleó los procedimientos de reducción de datos PRSUPR (Donovan et al., 1992). Los contenidos de oro, As y Te en pirita y tenantita se obtuvieron utilizando una microsonda de iones Cameca IMS-3f en el Laboratorio de Tecnología de Minerales Avanzados (AMTEL). Las mediciones se realizaron con una fuente de haz primaria Cs + de aproximadamente 50-55 nA a 14.5 KeV. La interferencia isobárica en 197Au de 133Cs32S2 y 58Fe75As32S2 se eliminó mediante el filtrado de energía al compensar –180V. El diámetro del haz de iones primario fue de 20 µm y las profundidades de la mayoría de los análisis fueron, en general, de hasta 1.2 µm. Se realizó una pulverización iónica a profundidades de 4 µm para evaluar la presencia y el alcance de la distribución de Au en todo el volumen de granos de pirita. La calibración de Au, Te y As se realizó mediante estandarización externa utilizando pirita implantada con Au, As y Te (Chryssoulis et al., 1989). La abundancia isotópica del implante Te es de 130Te (67%), 128Te (32%) y 126Te (1%). Se obtuvieron límites mínimos de detección (2σ) de 150 ppb, 500 ppb y 300 ppb para Au, As y Te, respectivamente. El límite de detección para la obtención de imágenes de Au en este desplazamiento con la ranura de energía cerrada a 15eV es de aproximadamente 10 ppm (Chryssoulis y Weisener, 1992). SIMS fue elegido para el análisis de Au en pirita porque es la técnica de microanálisis más sensible disponible actualmente (por ejemplo, Chryssoulis et al., 1987; Cabri et al., 1991; McMahon y Cabri, 1998). Una comparación de los análisis de Au utilizando análisis SIMS y PIXE por Cabri et al. (1991), por ejemplo, mostró que los límites mínimos de detección para estas técnicas eran de 400 ppb y de 21 a 26 ppm, respectivamente, para las condiciones operativas elegidas en su estudio. Se obtienen límites de detección considerablemente más altos (de decenas a cientos de ppm) si los análisis se realizan utilizando EPMA (McMahon y Cabri, 1998). Además de las consideraciones asociadas con los límites mínimos de detección, también optamos por utilizar la técnica SIMS en lugar de PIXE y EPMA porque al tener implantes de Au, As y Te en pirita como estándares, pudimos ser capaces de analizar los tres elementos simultáneamente. El uso de otra técnica de microanálisis hubiera agregado costos y también hubiera generado cierta incertidumbre debido a las diferencias en el volumen microanalítico cuando se utilizan los análisis SIMS junto con PIXE. Se obtiene un volumen mucho mayor (5.000 µm3) para PIXE en comparación con 6.3 µm3 para cada capa sucesiva pulverizada independientemente por SIMS.

La cuantificación de los resultados de SIMS, utilizando implantes específicos de minerales del elemento de interés, se ha probado ampliamente y se ha demostrado que es confiable (por ejemplo, Chyssoulis et al., 1987; McMahon y Cabri, 1998). Los rangos de concentración utilizados para As y Te fueron de 3 a 1,000 ppm y de 1 a 800 ppm, respectivamente. La extrapolación a concentraciones de As más altas se realizó mediante el análisis comparativo EPMA / SIMS de cristales de pirita homogéneos con hasta 3 por ciento en peso de As (Fig. 1).

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FIG 1.-Calibración de SIMS para As en pirita, incluidos datos comparativos de EPMA / SIMS. El enfoque de la comparación de EPMA / SIMS utiliza tres análisis de EPMA estrechamente espaciados seguidos del análisis de SIMS de la misma área para cada punto descrito.

La pirita constituye> 95 por ciento del contenido total de sulfuro, sulfosal, teluro y elemento nativo del depósito del Emperador y aproximadamente 0.5 a 1 por ciento del mineral extraído. Ocurre con mayor frecuencia como granos subhedrales a euhedrales sin inclusión (20 µm – 2 mm de diámetro, con la mayoría en el rango de tamaño 50 µm – 0.02 mm), que poseen una forma piritoédrica o cúbica. A nivel local, también están presentes granos diseminados euhedrales a subhedrales, pequeños (0.1–10 µm). La pirita puede formarse como granos aislados o como masas de granos euhedrales a subhedrales (> 50 µm) en el cuarzo. En algunos lugares, pirita piritaédrica o cúbica contiene zonas de diminutas inclusiones de ganga, que consisten principalmente en cuarzo, lo que le da a la pirita una textura porosa. En otros lugares, los granos anhedrales forman agregados de hasta 2 mm de diámetro, aunque esto es menos común que las masas agregadas que consisten en granos subédricos y euhédricos.

TEXTURAS DE PIRITA Y MARCASITA

Un segundo tipo de pirita de textura, muy distintiva y común, que fue reconocido por primera vez por Stillwell y Edwards (1946; sus figuras 5, 6 y 7) y Stillwell (1949), consta de listones de plumas individuales, de 3 a 20 µm de longitud o como agregados de listones de hasta 200 µm de longitud. Los listones de pirita tienen ocasionalmente núcleos de pirrotita y han sido reemplazados localmente por marcasita y arsenopirita (Stillwell y Edwards, 1946). Las morfologías de pirita raras incluyen un tipo de esqueleto, en el que la pirita (de hasta 0,1 mm de longitud) se reemplaza por cuarzo, y un tipo de brecha que consiste en agregados de (hasta 0,2 mm) cristales anhédricos de pirita angulares que varía en longitud de 5 µm a 0,03 mm

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