La fusión mantélica multietapa hidrosa controla el enriquecimiento en oro de los magmas máficos del arco Kermadec

Por qué importan los volcanes enterrados para el oro

Algunos de los depósitos de oro más ricos conocidos no se encuentran en tierra, sino en el fondo del océano profundo sobre zonas de subducción, donde una placa tectónica se hunde bajo otra. A lo largo del arco Kermadec de Nueva Zelanda, los volcanes submarinos alojan depósitos minerales inusualmente ricos en oro, pero no quedaba claro por qué los magmas que alimentan estos volcanes contienen tanto oro. Este estudio aborda ese misterio muestreando vidrio volcánico joven en todo el arco y muestra que la clave se encuentra en lo profundo del manto, donde los eventos de fusión repetidos, ricos en agua, concentran el oro antes incluso de que se acerque al lecho marino.

Cinta transportadora oculta bajo el mar

El arco Kermadec se extiende unos 1.300 kilómetros entre Nueva Zelanda y Tonga. Aquí, la placa Pacífica se hunde bajo la placa Australiana, impulsando la producción de magma y el volcanismo del lecho marino. Muchos de estos volcanes submarinos expulsan fluidos calientes portadores de metales y algunos albergan depósitos masivos de sulfuros inusualmente ricos en oro en comparación con los de las dorsales mediooceánicas. Los autores recogieron 66 muestras de vidrio volcánico fresco —magma rápidamente enfriado— de 17 volcanes del arco y de la cuenca de retroarco adyacente, Havre Trough. Como estos vidrios se formaron directamente a partir de magmas en erupción, su química conserva un registro detallado de cómo se fundió el manto y cómo se comportaron metales como el oro, el cobre, la plata y el selenio en su camino hacia la superficie.

La lucha del oro con el azufre

El oro prefiere unirse al azufre y a menudo se oculta en minúsculas gotas de sulfuros en lo profundo del manto. Cuando esos sulfuros están presentes, tienden a secuestrar oro, cobre y plata; cuando se agotan o están ausentes, el oro se comporta más como un elemento incompatible, concentrándose en el fundido. Al comparar el oro con otros elementos que aman el azufre en los vidrios, los autores muestran que la mayoría de los magmas Kermadec comenzaron como fundidos calientes y ricos en agua producidos a temperaturas superiores al punto de fusión de las gotas de sulfuros. En estas condiciones, pequeñas cantidades de líquido sulfídico se consumen rápidamente durante altos grados de fusión, liberando oro y cobre al magma. A medida que el magma se enfría y cristaliza más cerca de la superficie, se forman nuevos sulfuros y minerales de hierro‑titanio, que extraen cobre de manera más eficiente que oro y plata y predisponen adicionalmente a algunos magmas a alimentar sistemas hidrotermales ricos en metales.

Fundir el manto más de una vez

Los vidrios Kermadec contienen hasta alrededor de seis nanogramos de oro por gramo de magma y muestran relaciones oro‑a‑cobre significativamente más altas que las de los basaltos típicos de dorsales mediooceánicas o de un manto fértil. La fusión simple y única de una fuente mantélica ordinaria no alcanza fácilmente esos valores. En su lugar, los patrones químicos apuntan a un manto que ha sido fundido, dejado empobrecido en sulfuros y cobre, y luego vuelto a fundir bajo condiciones hidrosas y oxidadas. En el primer episodio de fusión, el líquido sulfídico elimina preferentemente cobre con respecto al oro del manto residual. Cuando ese manto parcialmente empobrecido se vuelve a fundir, los magmas resultantes heredan ratios oro‑a‑cobre más altos aunque sus contenidos metálicos totales sigan siendo compatibles con lo que puede producir la fusión del manto. El mayor enriquecimiento en oro ocurre en el segmento norte de los Kermadec, donde los datos geofísicos y geoquímicos también indican un manto particularmente empobrecido bajo el frente del arco.

Papel limitado de la placa que se hunde

Dado que los fluidos liberados por la placa subducente pueden transportar metales, una posibilidad obvia era que el oro se añada directamente desde la losa descendente al cuña mantélica. El equipo probó esto comparando el oro con elementos conocidos por ser altamente móviles en fluidos provenientes de la losa, como cloro, bario, uranio y plomo. El oro muestra vínculos solo débiles o inconsistentes con estos trazadores móviles en los fluidos, y los tramos del arco subyacentes a una meseta oceánica gruesa y más rica en oro no producen sistemáticamente magmas más ricos en oro. En conjunto, estas observaciones sostienen que los fluidos de la losa suministran principalmente agua y ayudan a oxidar el manto —condiciones que favorecen una fusión extensa y una alta solubilidad del azufre— más que a entregar dosis extras importantes de oro por sí mismos.

De la fusión profunda al tesoro del lecho marino

El estudio concluye que la notable fertilidad aurífera de los magmas Kermadec está controlada principalmente por el estado y la historia del manto bajo el arco. La fusión multietapa, rica en agua y a alta temperatura de una cuña mantélica ya empobrecida y oxidada puede generar magmas con concentraciones de oro y ratios oro‑a‑cobre lo bastante altos como para alimentar depósitos excepcionales en el lecho marino, sin necesitar cantidades sustanciales de oro directamente de la placa subducente o sulfuros crustales reciclados. En términos sencillos, el manto bajo el arco Kermadec ha sido “asado” más de una vez por la fusión hidrosa, eliminando sulfuros ricos en cobre y dejando una fuente que naturalmente produce magmas enriquecidos en oro —materia prima para algunos de los campos de mineral ocultos más ricos del océano.

Cita: Timm, C., Portnyagin, M., de Ronde, C.E.J. et al. Hydrous multi-stage mantle melting controls gold enrichment in mafic Kermadec arc magmas. Commun Earth Environ 7, 281 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03338-w

Palabras clave: zona de subducción, fusión del manto, depósitos de oro, arco Kermadec, volcanismo submarino