Alteracion Hidrotermal-geologia de Minas

ALTERACION HIDROTERMAL

DEFINICION» Conversión de minerales primarios a otra mas estables

apropiadas a condiciones de P, T, y composición de los fluidos hidrotermales.

» La alteración hidrotermal puede involucrar:•Crecimiento de nuevos cristales•Disolución y precipitación de nuevos minerales(Lixiviación, Deposición)•Transformación de fases minerales (Reemplazo o metasomatismo).

» Puede ocurrir antes, durante y después de la deposición de los minerales metálicos.

» La alteración hidrotermal sirve como guía del mineral y para indicar el carácter de las soluciones asociadas (pH, etc)

FACTORES QUE CONTROLAN LA ALTERACION HIDROTERMAL

a) Temperatura y la diferencia de temperatura (Tº) entre la roca y el fluido que la invade: mientras más caliente el fluido, mayor será el efecto sobre la mineralogía original.

b) Composición del fluido(pH ), mientras más bajo el pH (fluido más ácido) mayor será el efecto sobre los minerales originales.

c) Permeabilidad de la roca: Una roca compacta y sin permeabilidad no podrá ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteración. Sin embargo, los fluidos pueden producir fractura miento hidráulico de las rocas o disolución de minerales generando permeabilidad secundaria en ellas.

d) Duración de la interacción agua/roca y variaciones de la razón agua/roca. Mientras mayor volumen de aguas calientes circulen por las rocas y por mayor tiempo, las modificaciones mineralógicas serán más completas.

e) Composición de la roca; la proporción de minerales: es relevante para grados menos intensos de alteración, dado que los distintos minerales tienen distinta susceptibilidad a ser alterados, pero en alteraciones intensas la mineralogía resultante es esencialmente independiente del tipo de roca original.

f) Presión: este es un efecto indirecto, pero controla procesos secundarios como la profundidad de ebullición de fluidos, fractura miento hidráulico (generación de brechas hidrotermales) y erupción o explosiones hidrotermales

Los dos factores a) y b) son los más importantes para la mineralogía hidrotermal resultante de un proceso de alteración.

Esto es relevante porque las asociaciones de minerales hidrotermales nos dan indicios de las condiciones en que se formaron depósitos minerales de origen hidrotermal.

REACCIONES COMUNESHidrolisis. La estabilidad de feldespatos, micas y arcillas en procesos de alteración hidrotermal se da mayormente por hidrólisis, en la cual K+, Na+, Ca2+, y otros cationes se transfieren de minerales a la solución y el H+ se incorpora en las fases sólidas remanentes.

Esto ha sido denominado metasomatismo de hidrógeno (Hemley and Jones, 1964).

Ejm.Alteración hidrotermal de plagioclasa → sericita → arcillas → cuarzo.

REACCIONES COMUNES» Hidratación

(+H2O). Ej. Muscovita ------ caolinita.

» Metasomatismo de álcalis o tierras alcalinas (cambio de base).

» Salificación.» Redox. Involucra

componentes con estados de oxidación variables.

» Sulfuración.

TIPOS DE ALTERACION HIDROTERMAL.

Se clasifican en base ha: » mediante la utilización del mineral más abundante y más en la

roca alterada. » A los cambios químicos dominantes durante la alteración. » Por la asociación de minerales de alteración presentes en las

rocas. Una asociación de minerales de alteración refleja las condiciones de T, P, composición química del fluido hidrotermal, mineralogía de la roca original y el tiempo que tomó para lograr un equilibrio termodinámico entre la roca y el fluido.

» Otras variedades de términos por criterio usado por diferentes autores.


1. ALTERACION POTASICA.

(700 y 150°C), Alteración de plagioclasas y minerales máficos a feldespato potásico y/o biotita.

Se da un intercambio catiónico (cambio de base) con la adición de K a las rocas, no implica hidrólisis y ocurre en condiciones de pH neutro o alcalino a altas temperaturas ( tardimagmática) y se presenta en la porción central o núcleo de zonas alteradas ligadas al emplazamiento de plutones intrusivos

Como accesorios ocurren cuarzo, magnetita, sericita, clorita, anhidrita, apatito, alvita, rutilo, hematita, turmalina, y carbonatos.

Presenta un ensamble característico, ortosa-biotita-cuarzo u ortosa- clorita y a veces ortosa-biotita-clorita.

El ensamble de ortosa-biotita-cuarzo:ocurre en rocas graniticas (la ortosa reemplaza a la plagioclasas en un 85-90%)

El ensamble ortosa-biotita-clorita: ocurre en rocas ande siticas y dioríticas (la biotita generalmente reemplaza a la horblenda)

Esta alteración esta relacionada a los depósitos de Cu.


» ALBITIZACIÓN : (300-150°) como resultado del meta somático sódico en rocas graníticas o alcalinas.El Na proviene de la descomposición de la plagioclasas cálcica.Se encuentran asociados principalmente a epidota y comúnmente a los óxidos de hierro.En sistemas porfídicos es interpretado como una alteración temprana y profunda durante etapas tardías de cristalización de un magma.

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» ALTERACIÓN SERICITICA:(500-100°C)Es la lixiviación de Na, Ca, Mg y un desarrollo metasomatico de k. Esta alteración ocurre en rocas de composición ácida a intermedia remplazando feldespatos (especialmente plagioclasas) y biotita. Este reemplazamiento da lugar a la formación de la sericita en hojuelas finas o variedades fibrosas de mica incolora. La sericita se encuentra formando venillas y agregados en forma dispersa.Asociación característica: qz-sericita-py.Minerales accesorios ocurren: clorita, illita, biotita secundaria, apatito, turmalina, rutilo y leucoxeno, raramente pirofilita, carbonatos y anhidrita.El ensamble sericita-py, ocurren en depositos de Mo-Cu, Pb-Ag-Au y Fe-Cu-Zn-Pb.


ALTERACIÓN PROPILÍTICA.Se forma a condiciones de pH neutro a alcalino a rangos de temperatura bajo (400-100°C). La presencia de actinolita (280°-300°C) puede ser indicador de la zona de alteración propi lítica interiorCaracterizada principalmente por la asociación clorita-epidota con o sin albita, calcita, pirita, con minerales accesorios como cuarzo-magnetita-illita.La alteración propi lítica ocurre por lo general como algo gradacional y distal de una alteración potásica, gradando desde actinolita-biotita en el contacto de la zona potásica a actinolita-epidota en la zona propilítica. Esta característica zonal y gradacional es reflejo de una gradiente termal decreciente desde el núcleo termal (alteración potásica en esta discusión) hacia afuera. La biotita y la horblenda son parcial o totalmente alterados a clorita y a carbonatos, tambien hay presencia de sericita en cantidades variables por reemplazamiento de las plagioclasas.Se encuentra en depósitos de Pb-Zn-Cu, Pb-Ag, Ag-Au, Hg-Sb y Mo


» CLORITIZACIÓN» Es uno de los tipos más comunes de alteración. » Puede desarrollarse por la alteración de silicatos fémicos, con

la introducción de agua y la remoción de algo de sílice. En otros casos Mg, Fe, Al y algo de SiO2 son aportados hacia la roca de caja, conformando un material rico en cloritas.

» Este grupo mineral puede presentarse solo o bien acompañado por sericita, turmalina y cuarzo, además de pequeñas cantidades de epidota, albita y carbonatos. Estas cloritas tienen composiciones variables a diferentes distancias de los cuerpos de sulfuros, así el contenido en Fe es generalmente mayor en las proximidades de la mineralización.

» Los sulfuros asociados son pirita y pirrotina. Esta alteración está relacionada con la propilitización.


» ALTERACIÓN ARGÍLICA MODERADA: caracterizada principalmente por arcillas (caolín) y mayor o menor cuarzo. La alteración argílica moderada ocurre ne rangos de pH entre 4 y 5 y puede co-existir con la alunita en un rango transicional de pH entre 3 y 4. La caolinita se forma a temperaturas bajo 300°C, típicamente en el rango <150°-200°C. Sobre los 300°C la fase estable es pirofilita.

» ALTERACIÓN ARGÍLICA AVANZADA: caracterizada principalmente por cuarzo residual (cuarzo oqueroso o "vuggy sílica") con o sin presencia de alunita, jarosita, caolín, pirofilita y pirita. La alteración argílica avanzada ocurre dentro de un amplio rango de temperatura pero a condiciones de pH entre 1 y 3.5. A alta temperatura (sobre 350°C) puede ocurrir con andalusita además de cuarzo. Bajo pH 2 domina el cuarzo, mientras que alunita ocurre a pH sobre 2. La alunita puede originarse en variados tipos de ambientes, como producto de alteración por condensación de gases ricos en H2S, como producto de alteración supérgena


» ALTERACIÓN CARBONATADA: Caracterizada por calcita, dolomita, ankerita, siderita, con mayor o menor sericita, pirita y/o albita. Los carbonatos ocurren dentro de un amplio rango de temperatura y pH, asociados con caolinita, clorita y minerales calco-silicatados. Zonación de carbonatos en función de pH incremental es observado en muchos sistemas hidrotermales. Carbonatos de Fe-Mn (siderita-rodocrosita) co-existen con caolinita e illita, mientras que carbonatos mixtos de Ca-Mn-Mg-Fe (rodocrosita-ankerita-kutnahorita-dolomita) ocurren con illita y clorita, y carbonatos de Ca-Mg (dolomita-calcita) ocurren con clorita y minerales calco-silicatados. Esta zonación es interpretada como producto de la mobilidad decreciente de Fe, Mn y Mg a pH progresivamente más alto. Los carbonatos pueden aparecer en todo tipo de ambiente hidrotermal.

TIPOS DE ALTERACION HIDROTERMAL

ZEOLITIZACIÓN» Consiste en el desarrollo de zeolitas tales como

estilbita, natrolita, heulandita, etc. » Frecuentemente se trata de un proceso extenso y

no asociado con depósitos minerales, sin embargo acompaña al Cu en basaltos amigdaloides y es relativamente importante en ambientes de fuentes termales. Las zeolitas son acompañadas por calcita, prehnita, etc. La razón azufre/metal es baja así como el cobre nativo, calcosina y bornita se asocian a óxidos de hierro en vez de pirita.


» ALTERACIÓN TIPO GREISSEN: caracterizado por muscovita de grano grueso, feldespato y cuarzo, con o sin topacio y/o turmalina. Esta alteración ocurre principalmente asociado a fases pneumatolíticas en rocas graníticas, a temperaturas sobre 250°C.

» También se conocen otros tipos de alteración caracterizados por una composición mono-mineralógica como: serpentinización y talcozinción en rocas ultramáficas. Turmalinización, biotitización, epidotización, piritización en rocas de composición variable. Finalmente hematitización en depósitos de uranio hidrotermal.

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