ALTERACION HIDROTERMAL Autor : Franco Pirajno
Traducido por : Alberto Aranda Vercelli.
Introducción.La alteración hidrotermal es un proceso muy complejo que involucra cambios mineralógicos, químicos y teturales, resultado de la interacción de !luidos de aguas calientes con las rocas cincundantes que les permiten el paso, bajo ciertas condiciones !isico"qu !isico"químic ímicas. as. La alteraci alteración ón puede puede ocurrir ocurrir en condicio condiciones nes magm#tic magm#ticas as subsólid subsólidas as debido a la acción e in!iltración de !luidos ! luidos supercríticos al interior de la masa rocosa. $on una una baja baja presió presión n y tempe temperat ratur ura, a, la esol esoluci ución ón de las las !ases !ases acuosa acuosass y gaseo gaseosas sas cons constititu tuye yen n las las solucions solucions !idrotr"als !idrotr"als y act%an act%an sobre sobre las las rocas rocas circun circundan dantes tes,, # produciendo cambios como resultado del desequilibrio producido por el H $ OH y otros constituyentes constituyentes vol#tiles vol#tiles como el %& CO' $ F. &n esencia, los !luidos hidrotermales atacan químicamente a los constituyentes minerales de la roca caja, con tendencia a un re"equilibrio, !ormando nuevos ensambles mineralógicos que est'n en equilibrio con las nuevas condiciones. &ste proceso es una !orma de Mtaso"atis"o. (or ejemplo el cambio de los componentes químicos entre los !luidos y la roca caja. )in embargo es posible que los !luidos envueltos cambien su composición composición como resultado de esa interacción con la roca caja. Los principales !actores que controlan controlan los procesos procesos de alteraci alteración ón son () la natural naturale*a e*a de la roca caja+ caja+ ') la *) concentración, actividad y potencial químico de los !luidos composición de los !luidos+ *) concentración, # componentes, componentes, como son H & CO'& O'& +#& ,' etc, tambi'n llamados operadores operadores por Ros $ %urt (/)& Hnl$ $ Ellis (0*)& ellos creen que los productos de alteración en los sistemas epitermales no dependen mucho de la composición composición de la roca caja, siendo m#s importante la permeabilidad, temperatura y composición de los !luidos. &llos citan por ejemplo, que en un rango de temperatura entre - a /0c, similares ensambles mineraló mineralógico gicoss Cuar1o-Al2ita-FP+s-E3idota-Illita-Calcita-Pirita)& son !ormados en los basaltos, areniscas, areniscas, riolitas y andesitas. andesitas. 1tros autores, sin embargo, embargo, dan 'n!asis al rol !undamental jugado por la naturale*a y composición de la roca caja en los procesos de alteración hidrotermal, particularmente particularmente en los sistemas por!iríticos. La acción acción de los !luidos !luidos hidrotermal hidrotermales es sobre la roca caja es por in!iltración in!iltración y2o di!usión de elementos químicos 3Ro 3 Ros s $ %urt %urt (/). (/). La circulación hidrotermal y la alteración relacionada, generalmente envuelve grandes cantidades de !luidos que pasan a trav's de un volumen de roca, especialmente si tiene una considerable permeabilidad en !orma de !racturas o espacios porosos conectados. (eque4as cantidades de !luidos tienen tienen menos menos o insigni!i insigni!icante cantess e!ectos, e!ectos, como ocurre ocurre en los sistemas sistemas hidroter hidrotermale maless metamór!icos, donde la cantidad de !luidos en relación con la roca, donde por ejemplo el rati ratio o entr entre e agua agua2ro 2roca ca 45r) es peque4 peque4a a y los los depósi depósitos tos minera minerale less result resultant antes es son peque4os, con una mínima alteración en la roca caja. La interacción entre el agua y la roca así como la intensidad de alteración es, entre otros, una !unción del ratio agua2roca. &ste ratio es un par#metro importante porque ello a!ecta el grado de intercambio con la roca caja. &n los sistemas hidrotermales el ratio entre a6ua5roca, a6ua5roca, tiene un rango entre 7.( a 8& 8& con un bajo límite obtenido cuando toda el agua libre es absorbida por los minerales !idratados Hnl$ ad Ellis (0*). (0*). &l intercambio de los isótopos de oigeno durante la interacción a6ua5roca permite a6ua5roca permite poder calcular el radio 45r , lo que !ue discutido (/8) para varias rocas graníticas con circulación de aguas meteóricas las por Ta$lor (/8) para mismas que circulaban dentro de un gran volumen de rocas. $uando el ratio 45r de este volumen es calculado entre 7.( a *.7& Hnl$ and Ellis (0*) reportan valores de 7./ a
'.7 45r para para los campos geotermales de 5ueva 6elandia.
Mtaso"atis"o dl Ion Hidro6no Intrca"2io d %as 7idrólisis e hidratación son t'rminos de!inidos en el conteto de los procesos de alteración hidrotermal. 7idrólisis o metasomatismo del 8on 7idrogeno es un importante !enómeno que involucra la descomposición ionica del agua como H# $ OH-. &n la alteración hidrotermal el H# ó OH-) es consumido durante la reacción de los minerales silicatados silicatados con cambios en el ratio H# 5 OH-. &l origen de los iones de H# puede estar en las reacciones subsólidas durante el metasomatismo alcalino, agua o #cidos en la solución hidrotermal. La conversión de silicatos anhidros a hidratados 3como las micas y arcillas9 arcillas9 es una reacción reacción que consume consume H# y pone en libertad iones met#licos en el interior de la solución. &ste cambio a!ecta el 3H de 3H de la solución y puede así, disolver o conservar los cationes en solución. &sto est# relacionado a la disociación de complejos con conten teniend endo H#& el grado de asociación de componentes tes como el NaCl y consecuentemente la !ormación de cloruros complejos y la solubilidad de los elementos (0;). n típico ejemplo del metasomatismo del 8on met#licos met#licos 9uil2rt and Par (0;). 7idrogeno 7idrogeno o descomposición descomposición hidrolítica del !eldespato, est# dado por: (.< +Al,i*O0 # H'O = 7.< +Al*,i*O(7OH)' # +# # *,iO' # OH-> Flds3ato + Mica-+ Cuar1o H# # OH- = H'O La suma de la primera y segunda reacción dan por resultado: (.< +Al,i*O0 # H'O = 7.< +Al*,i*O(7OH)' # +# # *,iO' $omo puede verse en la reacción, se tiene que +# es liberado y H# es consumido. La hidratación trans!iere agua molecular de la solución al mineral y a menudo acompa4a a la hidrólisis. n típico ejemplo es la conversión de olivino a serpentina, de acuerdo a : ' M6',iO8 # H'O # 'H# = M6*,i'O*OH)8 # M6'# Oli?ino ,r3ntina La reacción donde un cation es reempla*ado por otro en un mineral es llamada cambio de base, como por ejemplo en la conversión de microclina a albita, donde el Na reempla*a al + con la siguiente reacción: +al,i*O0 # Na# = NaAl,i*O0 # +# Microclina Al2ita &n suma, en el metasomatismo del 8on hidrogeno, la hidratación y el cambio de base controlan controlan la estabili estabilidad dad de los minerales minerales silicatados silicatados,, el 3H 3H de la solución y la trans!ere trans!erencia ncia de cationes cationes en la solución solución.. &llos &llos son responsa responsable bless de los ensambles ensambles mineraló mineralógico gicoss en las altracions 3ro3il@tica& ar6@lica& sric@tica o @lica $ 3otBsica> con sus típicos ensambles ensambles mineralógicos en los depósitos hidrotermales. hidrotermales. &n las #reas de una intensa descomposición hidrolítica o metasomatismo del 8on 7idrogeno, de silicatos, est#n generalmente rodeados por una alteración propilítica donde los !enómenos de hidratación 3adición 3adición de agua y $1 9 son dominantes.
Procso u@"ico rlacionado con l Mtaso"atis"o M taso"atis"o dl Ion Hidro6no &l metasomatismo del 8on 7idrogeno y la reacción de intercambio de base es () rocas con !eldespatos dominantes+ ') rocas ') rocas de composición considerado para () rocas composición m#!ica y *) rocas *) rocas ricas en calcio y carbonatos.
Raccions n lds3atos $ Mica-+ Las reacciones que ocurren en los !eldespatos durante el metasomatismo del 8on 7idrogeno son detalladas por Ha"l$ $ ons (;8) en (;8) en sus estudios eperimentales con soluciones clorhídricas acuosas. Las reacciones eperimentales determinadas para los sistemas sistemas que contienen contienen + $ Na de Ha Ha"l "l$ $ $ ons ons (;8 (;8)) son consideradas a continuación: a9 ,ist"as +'O-Al'O*-,iO'-H'O La !ormación de sericita, por ejemplo, puede ser epresada de la siguiente manera: *+Al,i*O0 # 'H# = +Al*,i*O(7OH)' # '+# # ;,iO' Microclina Mica + Cuar1o 7./
+ Mica +aolinita +Al*,i*O(7OH)' # H# # *,iO' = (.
$urvas eperimentales de equilibrio para un sistema como el mostrado en la i6. 8.I.a& en el cual se observa la evolución de la aolinita es !avorecida por la baja temperatura y un cation de bajo radio cation5H#). b9 ,ist"a Na'O-Al'O*-,iO'-H'O: (.
Las curvas eperimentales corresponden a las reacciones mostradas en la !igura ;.<.b, Todas esas reacciones consumen H# y liberan cationes como el Na# $ +#& como tambi'n otros elementos met#licos pueden ser sustituidos en las redes por ellos por los silicatos de alteración. &sas reacciones son sensitivas a los cambios de presión y temperatura en los radios de los componentes activos, como se puede observar en la !igura ;.<.a, b. Los sistemas combinados ilustran la estabilidad de las relaciones minerales en el sistema +'O-Na'O-Al'O*-,iO'-H'O como se muestra en la !igura ;.<.c donde los límites de ambos representan los cambios del metasomatismo del ion hidrogeno y reacciones de cambios de base, como por ejemplo en el límite al2ita"usco?ita, donde: *NaAl,i*O0 # 'H# # +# = +Al*,i*O(7OH)' # ;,iO' # *Na# Al2ita Musco?ita
Las normas de alteración de rocas contienen !eldespato dominante y alto cuar*o se observa en la i6. 8.'. La silica derivada de los silicatos por el metasomatismo del hidrógeno no cristali*an en la *ona de alteración, pero se di!unden a trav's de los canales, donde parte de ella puede quedar como remanente en la *ona de desarrollo de la sericita c9 ,ist"a : +'O-Na'O-Al'O*-,iO'-H'O Los trabajos de H"l$ $ ons& no incluyen sistemas conteniendo sul!uros+ en ellos, la oidación del H', se dirige a la !ormación del #cido sul!%rico H',O8)& donde act%a como un poderoso agente de liiviación activo en bajas temperaturas en un ambiente volc#nico a subvolc#nico, como el incluido en el croquis del capitulo =. La lii?iación Bcida s rs3onsa2l d la altración ar6@lica com%nmente vista en los depósitos minerales epitermales y muchos sistemas por!iríticos.
H"l$ t al& (;) reali*ó estudios eperimentales en un sistema de cinco componentes, incluyendo las relaciones de estabilidad del lds3ato 3otBsico& "usco?ita& aolinita $ alunita en !unción de la actividad del H',O8 y +',O8. La alunita es un mineral clave en el sistema considerado, siendo así un importante componente com%n buscado en los depósitos epitermales de 1ro y (lata ricos en sul!uros. La alunita es en consecuencia com%nmente buscado como mineral asociado a los depósitos 7ot )prings, lagunares y de !umarolas en terrenos volc#nicos, donde se !orman venas, cuerpos lenticulares y masas de rocas casi completamente reempla*ado por ellos. n ejemplo espectacular de la !ormación de alunita puede ser visto en los campos de (hlegrean 3(hlegrean !ields9, cerca de 5aples y en La Tol!a al norte de >oma 38talia9. La alunita es generalmente asociada con el o3alo& aolinita& dicita& sricita& 3iroilita $ diBs3ora. (orque en una intensa liiviación, asociada con la presencia de alunita, la *ona de liiviación es típicamente porosa y silicosa. &sta sílice sin embargo, es residual y no debe ser con!undida con el material )inter 3sección =.;.9. Las reacciones relacionadas a H"l$ t al+ en sus trabajos eperimentales son: +Al*,i*O(7OH)' # 8H# # ',O8'- = +Al*,O8)'OH); # *,iO'> Mica + Alunita *Al',i'O<OH)8 # '+ # ;H# # 8,O8'- = '+Al*,O8)'OH); # ;,iO' # *H'O +aolinita Alunita
'+Al*,i*O(7OH)' # 'H# # *H'O = *Al',i'O<OH)8 # '+# Mica + +aolinita La estabilidad relacionada con las reacciones es mostrada en la i6. 8.*. &n ellas
podemos ver que el lds3ato 3otBsico-"usco?ita-alunita& tiene puntos invariables por su alto contenido de potasio y por consiguiente solo raramente ocurren en los sistemas naturales 3H"l$ t al. (;). La alunita es buscada como un !actor típico en rocas que han sido sujetas a un etenso metasomatismo del ion hidrógeno, donde la destrucción de cada !eldespato es seguida por la !ormación de "ica+, minerales de arcillas $ 3iroilita. La reacción que envuelve al lds3ato-+ es : *+Al,i*O0 # ;H# # ',O8'- = +Al*,O8)'OH); # '+# # ,iO'
Raccions n ,ilicatos d F-M6 $ Alu"ino-,ilicatos. La actividad hidrotermal en un ambiente de piso submarino involucra la penetración de agua de mar a trav's de las !racturas de la costra oce#nica. &sta agua se torna caliente, produciendo una serie de reacciones que envuelven al metasomatismo de hidrógeno, causando que los !luidos avancen progresivamente, reducido y enriquecido por los metales removidos de la roca. &stos metales ingresan generalmente como una solución de co"3ljos clorurados. La permeabilidad de la costra oce#nica !acilita la penetración de agua de mar en vastas #reas, tal que, aparte del actual sistema de minerali*ación de reacción de baja intensidad s3cial"nt !idratación) resulta en un progresivo metamor!ismo del piso oce#nico ,3oonr and F$ (/*), !luctuando de 1olitas a un ensamble de !acies esquistos verdes conteniendo cloritas& s"ctitas& actinolita& sr3ntina& etc. &n el interior de esta *ona de metamor!ismo est# superpuesta la alteración hidrotermal snsu strictu& o sistema metamor!ico geotermal de ,3oonr $ Fi, el cual es parte de una porción de la minerali*ación. La solución metalí!era es descargada sobre el piso oce#nico en !racturas continuas y venas. &n esta vía, cuerpos de sul!uros masivos y diseminados son !ormados siguiendo las !racturas de las rocas de la costra oce#nica, donde variadas reacciones tienen lugar, o en espacios cerrados donde la intras a6ua "arina - roca, produ*ca otras variadas reacciones, depositando en adición a los sul!uros, óidos de F $ Mn en respuesta al contacto de los !luidos hidrotermales con aguas de mar oigenadas y !rías. &ste es el caso de las salmueras como las del ?ar >ojo donde la precipitación de sul!uros dominantes, ocurre
parcialmente causada por la de!iciencia en oigeno en la depresión del piso marino %onatti (/0)& y parcialmente por el contraste de densidad entre la salmuera sul!urosa y el agua de mar. n esquema de las reacciones hidrotermales en el ambiente del piso submarino y sus productos es ilustrado en la !ig. ;.;, tomado de un ecelente artículo en A"rican ,cintiic 3or Ed"ond and Gon Da"" (0*). &n esta !igura el agua marina contiene los iones indicados en el punto <, penetrando la costra oce#nica para !ormar los sul!atos Ca,O8) en el punto . Luego en el punto =, algunos @ilómetros bajo el piso marino, ocurren reacciones con las rocas m#!icas calientes. &sto implica una adición de M6 a las rocas m#!icas y la hidratación !orma minerales de sr3ntina. &n el curso de estas reacciones H# es producido y el metasomatismo del ion hidrógeno de las rocas bas#lticas ahora toma lugar, en cada H# despla*ado los cationes F'#& Mn'#& Cu'#& n'# tc.), desde las rocas !ormadoras de minerales de F& M6 y alu"ino-silicatos, con el consiguiente cambio a cloritas& "inrals d los 6ru3os d arcillas $ 1olitas. &l agua marina en el esquema de Ed"ond an Gon Da"", est# inicialmente como una solución electrolítica oigenada conteniendo los aniones de Cl& %r& CO*'& ,O8' etc. urante el descenso se torna m#s y m#s reductora y reacciona con la roca !ormadora de silicatos. na típica reacción es : HF',iO8 # ',O8' # 8H# = /F*O8 # F,' # H,iO' # 'H'O> Fa$alita Ma6ntita Pirita 'F',iO8 # *H'O = F*,i'O;OH)8 # F'# # OH # H# ,r3ntina o talco 1tras reacciones entre el ion H#, ,O8' y silicatos d F productores d 3irita $ "a6ntita 3punto ;9 y soluciones subsecuentemente desarrolladas, calientes, #cidas y conteniendo metales 3punto -9. La solución así !ormada, se levanta hacia el piso marino, donde sale al encuentro de aguas marinas !rías y oigenadas, ocurriendo la precipitación de sul!uros y sul!atos, con la !ormación de la llamada chimenea 3$himneys9 3punto B9. Algunos de los sul!uros de F, son portadores que ascienden como humo negro 3blac@ smo@e9, haciendo que los remanentes de Mn'# $ F'# en solución, se tornen oidantes y precipiten lateralmente lejos de la !umarola, !ormando eventualmente sedimentos metalí!eros. REACCIONE, EN AM%IENTE, RICO, EN CALCIO. &l metasomatismo del ion hidrógeno de rocas carbonatadas puede ser epresado por la siguiente reacción: CaCO* # 'H# = Ca'# # CO' # H'O &n presencia de sílice :
'CaCO* # ,iO' # 8H# = 'Ca'# # 'CO' # ,iO' # 'H'O
&n sistemas donde el CO' est# presente, el #cido carbónico es !ormado H'CO*) y la disociación de los silicatos por hidrólisis, !orma arcillas +aolinita) y libera s@lic y iones met#licos Na#& +#& Ca'#& tc.) 8.* E,TILO, TIPO, DE ALTERACION HIDROTERMAL.
Los t'rminos usados para describir y clasi!icar las alteraciones hidrotermales pueden ser epresadas en !unción de: el reconocimiento del 3los9 ensamble3s9 mineralógico3s9+ y los cambios químicos. Los cambios químicos indican la química de los !luidos envueltos en el proceso de alteración incluyendo el metasomatismo del ion !idró6no& metasomatismo alcalino y el metasomatismo de %oro $ Fluor , etc. &n adición a lo anteriormente dicho, los estilos de alteración adquiridos dentro, consideran la intensidad, !orma y características del !enómeno. Los t'rminos como d'bil, moderado, !uerte, penetrante, etenso, no penetrante, son bien conocidos y !recuentemente usados. &stos t'rminos generalmente usados se re!ieren al estado de conservación de la roca original, ahora lejos de un proceso de alteración avan*ado, ambos en escala de un simple mineral o a escala regional. 9uil2rt $ Par (0;) proponen usar los siguientes símbolos para caracteri*ar los tipos de alteración :
n m'todo empírico es usado por Moor $ Nas! (/8)& para determinar la alteración a sericita de las plagioclasas especi!icando los rangos del < al - para rocas no alteradas y completamente alteradas respectivamente.
8.*.( Estilos d altración. Los principales estilos de alteración son : 3ntrants& slcti?a"nt 3ntrants $ no 3ntrants. La alteración penetrante es caracteri*ada por el reempla*amiento de la mayoría o todos los minerales originales !ormadores de la roca. &sto resulta de la total o parcial o2litración de la tetura original. La alteración tipo 3ntración slcti?a se re!iere al reempla*amiento minerales especí!icos, por ejemplo la clorita r"3la1ando a la 2iotita, o sricita r"3la1ando a las 3la6ioclasas. &n este caso la tetura original es preservada. &n la alteración de tipo no penetrante, solamente peque4as porciones del total del volumen de la roca ha sido a!ectada por los !luidos de alteración. &videntemente, la alteración de penetración selectiva, disminuye en esta categoría, como son !racturas o venillas que controlan la alteración. Cinalmente como su nombre implica, los minerales de alteración son con!inados dentro de una distancia !rente a venillas o !racturas. &l estilo de alteración alrededor de venillas o !racturas puede ser controlada por una 3ntración o 3ntración slcti?a. &jemplos de esos estilos de alteración son mostrados en los 6rBicos 8. $ 8.(7. La intensidad de la alteración, contin%a siendo m#s subjetiva, es generalmente usada como un t'rmino de campo conveniente. (udiendo ser usado como d'bil, moderada o !uerte. >e!erente al estado de intensidad del reempla*amiento de las !ases minerales en una roca y al estado de destrucción de las teturas de la roca en cuestión. 'bil a baja intensidad pueden ser usados cuando pocos de los minerales originales han sido reempla*ados por peque4as o
no, modi!icaciones de la tetura original ,i"s (08).
8.*.' Ti3os d Altración. &n esta sección vamos a seguir con la discusión de los tipos esenciales de alteración basados sobre reconocimientos y reportes de M$r $ H"l$ (;/) $ Ros $ %urt (/). 5osotros no podemos concentrarnos en 'ste tipo de alteración y reglas, de depósitos hidrotermales especí!icos, pues los veremos posteriormente en otros capítulos. Aquí vamos a generali*ar en una vía, los tipos de alteración resultantes de la interacción de soluciones hidrotermales con la roca caja como algo revelado y sobreentendido, de una gran variedad de depósitos minerales hidrotermales y entonces cada tipo discutido puede ser aplicable solo si el ambiente es conveniente y relacionado al tipo de depósito considerado.
(ara comen*ar, es importante reiterar que las alteraciones hidrotermales envuelven una serie de procesos metasom#ticos y reacciones de cambio de base, por cuya ra*ón los #lcalis y el metasomatismo del H#, es de particular importancia, especialmente en los sistemas hidrotermales relacionados a rocas ígneas. La mayoría de
los procesos hidrotermales pueden ser relacionados a las actividades de los #lcalis e hidrógeno. La coneión entre las soluciones hidrotermales y los modelos de cuerpos ígneos !ueron introducidos en el capítulo =. Aquí vamos a tratar lo concerniente a los e!ectos producidos sobre la roca caja por los cambios químicos y las soluciones hidrotermales como resultado de las variaciones del a+# 5aH# ratio+ por ejemplo las actividades de los iones de potasio +# H# en el sistema. &ste ratio decrece como un sistema que involucra bajas temperaturas y presiones. &n otras palabras, con el incremento del H# los procesos de alteración metasom#tica aspiran a mover los #lcalis hacia la argili*ación en un teórico desarrollo continuo del sistema. &ste concepto se muestra en el esquema de la i6ura 8.<.a&2. $onsecuentemente, los tipos de alteración discutidos se encuentran en orden de decrecimiento del ratio a+# 5aH# 3incremento del metasomatismo de H#9 y son () metasomatismo alcalino y alteración a silicato pot#sico en particular+ ') (ropilítica+ *) Cílica, o alteración a sericita y greiseni*ación+ 8) argílica intermedia+ <) argílica avan*ada.
Mtaso"atis"o Alcalino& Altración a ,ilicato d Potasio. La interacción que involucra una !ase líquida residual desarrollada desde una masa ígnea cercanamente consolidada+ resulta en una serie de cambios post" magm#ticos o subsólidos, cambios desarrollados a partir del cuerpo ígneo y las rocas circundantes, debido al !racturamiento 3sistema abierto9. Los !luidos se encuentran tempranamente a altas temperaturas, en un rango alrededor de D a / $0, siendo derivados desde la !usión en un estadío tardío de cristali*ación y de ello resulta el desarrollo subsólido de nuevos minerales y reacciones de intercambio. &l proceso subsólido incluye () reacciones de intercambio de base en los !eldespatos, especí!icamente de Na 3or + o + 3or Na& '9 cambio en el estado estructural de los !eldespatos+ *) albiti*ación+ 8) microclini*ación+ <) desarrollo de micas Tri"octah'dricas. &n un medio tectónico anorog'nico circundante, los cambios mineralógicos pueden incluir una serie de an!íboles ricos en Na y ensambles ricos en F y %. Aquí diremos que los !luidos alcalinos y altamente salinos desarrollados durante el estadio !inal de consolidación de una masa ígnea, resulta en una diusa altración sódica o 3otBsica. $aracterísticamente el metasomatismo alcalino envuelve el reempla*amiento del lds3ato $ cuar1o por lds3ato 3otBsico "icroclini1ación) o al2ita al2iti1ación). &sos rasgos pueden ser !#cilmente identi!icados bajo el microscopio, por ejemplo, la presencia de relíctos de 3la6ioclasas rodadas 3or lds3ato 3otBsico o por el ntrcru1a"into d ?nillas d lds3ato 3otBsico n 3la6ioclasas. &n el caso de la al2iti1ación, la al2ita como tablero de ajedre* en el lds3ato 3otBsico, la al2ita rellenando intersticios, la al2ita en venillas, etc, todos ellos comunes. La al2iti1ación dl lds3ato n "uc!os casos star aco"3aJada 3or la "usco?iti1ación d las 2iotitas. La alteración pot#sica es especialmente com%n e importante en los pór!idos y sistemas de minerali*ación epitermal, donde ocurren en la *ona de alta temperatura. Los minerales característicos de esta alteración son lds3ato 3otBsico $ 2iotita en los pór!idos y adularia en los sistemas epitermales. La alteración pot#sica est# usualmente acompa4ada por sul!uros calco3irita& 3irita& "oli2dnita). La an!idrita en un mineral com%n, asociado al ambiente por!irítico. La 2iotita es !recuentemente de color verde y rico en F. La alteración a silicato d 3otasio esta !ormada como un reempla*amiento de las 3la6ioclasas y "inrals silicatados "Bicos a temperaturas en la región de 8<7 a
;77 CK. Los ensambles comunes son lds3ato 3otBsico-2iotita-cuar1o+ lds3ato 3otBsico-cloritas+ lds3ato 3otBsico-2iotita-"a6ntita+ acompa4ados por cantidades variables de otros minerales como al2ita-sricita-an!idrita-a3atito y tambi'n ocasionalmente rutilo, derivado de la descomposición de la 2iotita. &l lds3ato 3otBsico d la 1ona 3otBsica s caractr@stica"nt d color roji1o d2ido a di"inutas inclusions d !"atita. La i6ura 8.( $ 8.' ilustran ejemplos de la alteración pot#sica. La i6ura 8.;a& sumari*a la asociación mineralógica pot#sica sobre un diagrama de !ases ACF-A+F publicado por M$r $ H"l$ (;/).
En la oto s a3rcia un cristal d !orn2lnda r"3la1ado 3or di"inutos cristals d 2iotita scundaria. EstBn aco"3aJados 3or cuar1o& cloritas $ 2iotita 3ri"aria.
Altración Pro3il@tica.
(ropilita es un antiguo t'rmino usado para describir a rocas volc#nicas alteradas. La alteración propilítica est# caracteri*ada por la adición de H'O y CO' y localmente a1ur, con un apreciable metasomatismo de H#. Los minerales típicos son: cloritas& 3idota& car2onatos& al2ita& lds3ato 3otBsico $ 3irita. &n lugar de sricita, se tiene los óidos d F& "ont"orillonita $ 1olitas son tambi'n comunes. La presión bien de!inida y campos de temperatura estables de los minerales de 1olitas marcan un importante monitoreo de temperaturas y pro!undidades. &ste rasgo es particularmente importante en sistemas epitermales, siendo posible la eploración por los geólogos a !in de medir la proimidad de la !uente caliente y *ona de ebullición donde altos contenidos de minerali*ación de 1ro pueden ser encontrados. Los siguientes minerales han sido tomados de la tabla PIMA ,PECTRA para los ,ist"as Minrals d Altración Hidrotr"al (8): Las arcillas 3!ilosilicatos9 incluyen los siguientes grupos: -
-
-
-
-
Erupo de la Fandita: " Faolinita " Anauita " ic@ita " 5acrita " 7alloysita " 7idrohalloysita " Alo!ana
Al1=.)i1.71 Al1=.= G )i1.71 Al1=.)i1.71 Al1=.)i1.71 Al1=. G )i1. G 71 Al1=. G )i1.; G 71 Al1=.)i1 .n71
Erupo de la 8llita " 8llita
FAl3179HAl)i =31,179<I
Erupo de las &smectitas: " ?ontmorillonita 3?g, $a91.Al1=.-71.n71 " Jeidelita Al1=. =)i1.n71 " 5ontronita Ce1=. =)i1.n71 " )aponita ?g1. =)i1.n71 " 7ectorita 5a1.==3Li,?g9 =)i;1< 3C,179 Erupo de la Vermiculita: " Vermiculita 3?g, CeG, Al9=3Al,)i9;1<3179.;71 Erupo de la (alygorsquita: " (aligorsquita ?g1.=)i1 .;71 " Attapulgita Al1=.-)i1.D71 " )epiolita ?g1.=)i1.n71
Las 6eolitas incluyen los siguientes minerales: " Analcima " 7eulandita " &stilbita " $habasita " 5atrolita " ?esolita " Thomsonita " &scolectita
5aAl3)i1 =9.71 7;$a,Al3)i1=9D.=71 7;3$a,5a9Al3)i1=9D.;71 3$a,5a 9Al3)i1=9D.D71 5a Al)i=1<.71 5a$a AlD3)i=1<9=./71 5a,$a Al-3)i1;9-.D71 $a,Al)i=1<.=71
Las 1olitas de los sistemas hidrotermales son las menos estudiadas, pero se sabe que la c!a2asita cristali*a a T $ P m#s baja que el resto de las 1olitas 3Kal@er <D9. Los sistemas geot'rmicos centrados de 8slandia son los m#s conocidos en relación con la !ormación de 1olitas +rist"anndottir $ T!o"asson (/0). &n este caso se produce la circulación de aguas salinas de origen marino con 3H alto. La temperatura a la que est#n sometidos los sistemas agua2roca en pro!undidad ha sido establecida en base a sondeos y se ha podido con!eccionar una secuencia de distribución de 1olitas en !unción de pro!undidades y temperaturas. (or tanto, conocida la asociación de 1olita, se puede utili*ar como geotermómetros para determinar la entalpía del agua en *onas geot'rmicas. n6 $ Liou (0') centran su estudio en el equilibrio $u6a4aralita-4airaita en sistemas geotermales. &n el se justi!ica la di!erente *onación de 1olitas dentro de un mismo complejo geot'rmico. &n algunas situaciones, una intensa al2iti1ación& cloriti1ación o car2onatación, que M$r $ H"l$ (;/), pre!ieren considerar por separado, reservan la propiliti*ación para un d'bil e!ecto del metasomatismo del H#. La alteración propilítica tiende a ser m#s penetrante hacia la *ona interior de un depósito hidrotermal, o, en otras palabras, alrededor de una !uente hidrotermal caliente. La alteración propilítica grada hacia el eterior a una roca no alterada, o, donde el metamor!ismo est# presente hacia el interior, como las rocas de !acies esquistos verdes siendo ambos ensambles mineralógicos equivalentes con un ensamble propilítico. La i6ura 8.;.2 muestra el ensamble mineralógico propilítico en un diagrama ACF-A+F de M$r $ H"l$. La placa ;.= y ;.; ilustran ejemplos de alteración propilítica.
Altración [email protected] Flds3atos altrados 3or 3idota $ 2iotitas altradas 3or cloritas& s nota ad"Bs una d2il altración d los lds3atos 3or arcillas $ la "atri1 altrada 3or cloritas con una d2il siliciicación.
Altración F@lica ,ricita) $ 6risni1ación.
La alteración !ílica o sericiti*ación es típica de un ensamble cuar1o-sricita-3irita ,P). Las !ases minerales usualmente asociadas con la alteración ,P son el lds3ato 3otBsico& +aolinita& calcita& 2iotita& rutilo& an!idrita $ a3atito. &sta
alteración grada hacia el interior hacia el tipo pot#sico, por incremento dl lds3ato 3otBsico $5o 2iotita, y hacia el interior tiende a una alteración de tipo argílico por incremento en las cantidades de minerales de arcillas. &l incremento en la cantidad de to3acio& tur"alina& cuar1o $ 1un$ita es precursor de una alteración tipo greisen. La alteración. La alteración ,P es uno de los m#s comunes tipos de alteración hidrotermal. &llos est#n presentes en mayores cantidades en todos los depósitos hidrotermales, procedentes de Arcos Volc#nicos, )ul!uros masivos y !ilones de cuar1o-Oro en sistemas epitermales recientes. La re!erida sericita en granos !inos dioctahedrales de micas blancas Musco?ita& 3ara6onita& n6ita& uc!sita& roscolita). A%n cuando las sricitas no son marcadamente di!erentes de la "usco?ita, ellos son reportados por los altos contenidos en ,iO'& M6O $ H'O y bajo contenido en +'O Dr t al. (;/). Jajo el microscopio la sricita puede ser con!undida con la 3iroilita o con similar lo6o3ita y la di!racción de rayos M y los an#lisis con ?icrosonda pueden ser necesarios para una marcada identi!icación positiva. Las !idro"usco?itas illita son tambi'n asociadas con
este tipo de alteración, ya que en su !ormación altos contenidos de H'O y +'O est#n presentes, considerando que !inalmente son micas intercrecidas con minerales de arcillas Dr t al (;/). La alteración sericítica es esencialmente ocasionada por la desestabili*ación de los !eldespatos en presencia de H#& OH-& + $ , para !ormar cuar1o& "ica 2lanca& 3irita y algunos granos de calco3irita 3los sul!uros pueden contener hasta un N por volumen9. &n el proceso Na& M6& Ti& F y algo de + son liiviados !uera. n esquema de la alteración ,P se muestra en la i6ura 8./& si bien el ensamble mineral en relación al diagrama de !ases ternario ACF-A+F se muestra en la i6ura 8.;c. Nu?os Minrals For"ados H#
Cuar1o
+ ?ica Jlanca
Flds3ato + $uar*o H# # OH-
+& C
Ca Na
?ica Jlanca
(lagioclasa $alcita H#& ,
+& M6& Ti& F $ 1tros metalesG
$uar*o ?ica Jlanca o $lorita
Jiotita
$uar*o F& , Mo& ,
(irita ?olibdenita
Agentes complejos Cu& F& ,
$alcopirita
Fi6. 8./- &squema de cuar*o"sericita"pirita 3O)(9 de un avan*ado metasomatismo del 7G y el rompimiento de las rocas !ormadoras de silicatos. Las !lechas hacia abajo indican los elementos adicionados y las !lechas hacia arriba indican los elementos que salen. )e asume que el aluminio es inmóvil
Ds3us d Mac+n1i (0*) .
9risn como el antiguo t'rmino mineral $ornualles, se re!ieren a un ensamble de grano grueso de cuar1o-"usco?ita con variaciones en las cantidades de to3acio& tur"alina& luorita& óidos casitrita& !"atita)& 4olra"ita& sc!lita $ suluros d F& Cu& Mo& %i $ sulosals d Cu-%i-P2. )i bien la alteración a greisen es com%n en sistemas por!iríticos continentales, el ambiente m#s !avorable es un stoc@ de granito o capas empla*adas dentro de una secuencia rocosa arenacea"argil#cea y asociada con minerali*ación de ,n $ . En esas situaciones la alteración a greisen usualmente
precedida por un metasomatismo sódico al2ita) durante el cual, los iones d H# son producidos durante el proceso de greiseni*ación. &sto incluye la desestabili*ación y destrucción de lds3atos $ 2iotitas con la !ormación de un ensamble cuar1o # "usco?ita como son mostrados en la i6ura 8.0. este proceso puede ser m#s complicado en sistemas minerali*ados con la introducción d %. F& Li. &sto da por resultado una nueva serie de reacción con la !ormación de to3acio& tur"alina& $ óidos d "inrals. La silici!icación puede acompa4ar a la alteración a greisen durante y despu's, evidenciado por un abarrotamiento de cuar*o en la roca alterada a greisen. La muscovita pre!erentemente reempla*a a la biotita y durante este proceso los cationes observados en la red de la biotita son puestos en libertad dentro del sistema y son posiblemente responsables de la parag'nesis !inalmente asociada con la minerali*ación met#lica Pli"r $ +l"an (0;). &l greisen de cuar1o # "usco?ita puede estar seguido por un estado progresivo de metasomatismo de F $5o % y posteriormente el desarrollo de tur"alina puede ser etensivo a un ensamble cuar1o-tur"alina puede ser totalmente dominante. )ubsecuentemente la alteración a greisen, los tipos sriciti1ación $ ar6ili1ación pueden ser incrementados por la actividad del metasomatismo del H#.
&n las !otos se puede apreciar ana alteración de tipo C8L8$A, en la cual se distingue la abundancia de sericita, en granos muy diminutos.
Altración Ar6@lica. La alteración argílica est# caracteri*ada por la !ormación de minerales arcillosos bajo un intenso metasomatismo de H# lii?iación Bcida) con temperaturas entre < y = $0. &sta alteración grada hacia el interior hacia una 1ona @lica, considerando hacia el eterior una gran 1ona 3ro3il@tica. &ste tipo de alteración es com%n en los sistemas por!iríticos, aunque al t'rmino del antiguo depósito por!irítico de $u"?o 7aib, en 5amibia Minnit (0;), la erosión !ue eliminando evidencia de los tipos de alteración. Los ambientes epitermales son tipi!icados por una etrema liiviación #cida, con posterior alteración argílica que proveen una muy %til guía de minerali*ación. La liiviación b#sica de alu"ino-silicatos pueden resultar en un enriquecimiento en s@lic y de la alteración ar6@lica, y pueden ser un gran !actor para las *onas de enriquecimiento en s@lic. Los minerales arcillosos reempla*an principalmente a las 3la6ioclasas y a los minerales m#!icos !orn2lnda& 2iotita)& Las arcillas amor!as como la alóana est#n tambi'n presentes y reempla*an a las ass alu"ino-silicatadas. Flds3ato 3otBsico ha sido reportado como !ase metaestable. La alteración argílica intermedia es de!inida como la presencia de "ont"orillonita& illita (77C $ 3H <-;)& clorita $ arcillas dl 6ru3o aolin aolinita& dicita& !allo$sita& alóana todas llas or"adas a *<7C $ 3H *) y menor cantidad de sricita y de cuando en cuando el lds3ato + puede estar como un remanente inalterado, con el +& Ca& M6& Na, no liiviados completamente. Las 2iotita $ cloritas pueden ser localmente importantes. &ntre las *onas de alteración argílica intermedia puede estar presente la aolinita hacia el interior de la *ona !ílica, pudiendo estar las arcillas "ont"orillon@ticas en las *onas eternas. La alteración argílica avan*ada Ilustración 8.(() es debida al intenso ataque #cido, y m#s o menos completa liiviación de los cationes alcalinos con la completa destrucción de los !eldespatos y !ases de silicato m#!ico. La Alunita *<7C $ 3H *) dicita& caolinita (<7 '*7C $ 3H 8)& 3iroilita '77 ';7C $ 3H 8.<)& 2aritina $ diBs3ora Q ''7C $ 3H <) son las !ases minerales típicas de 'ste tipo de alteración. Adem#s, pueden estar presentes sul!uros, to3acio& tur"alina $ un ran6o d arcillas a"oras. Los minerales de sul!uro pueden contener co?lita& di6nita $ nar6ita 3proporciones altas de sul!uro primario9. La liiviación base, sobre los =P$, producir# ensambles conteniendo 3iroilita& andalusita& cuar1o& to3acio $ 3irita. 1tros minerales asociados pueden contener peque4as cantidades de sricita& diBs3ora& caolinita& rutilo& an!idrita& corindón& 1un$ita& du"ortirita& cloritas. Las arcillas amor!as son comunes en ambientes sup'rgenos. La DiBs3ora AlO OH9 ocurre en temperatura algo mayor a P$ y en un ambiente de p7 ;.- aproimadamente. La 3iroilita Al' ,i8O(7 OH)' se presenta generalmente en las partes m#s pro!undas en la *ona de alteración argílica avan*ada y m#s cercana a la !uente, ra*ón por la cual el contenido de agua es menor respecto a la caolinita. 1curre en un p7 de ;.- aproimadamente. La "usco?ita +Al',i8O(7 OH)' se presenta a temperaturas mayores a - P$ y en un ambiente de p7 entre - a D aproimadamente. La illita-sricita +&H*O) Al& M6& F)' ,i& Al8 O(7) OH)'& H'O) se !orman a temperaturas entre Q < a P$. &n un ambiente de p7 - a D aproimadamente. $omo puede observarse eiste un ambiente adecuado de !ormación para cada especie mineral o asociación mineralógica, el cual va de acuerdo con el incremento de
temperatura y de p7. La alteración argílica avan*ada es encontrada en sistemas de pór!ido, en el interior de la base hidrotermal y vetas relacionadas a minerales preciosos, y m#s típicamente en los sistemas de sul!uros primarios epitermal. La alteración alunítica es parte de la alteración argílica avan*ada, y con la presencia de abundantes iones sul!ato y protolitos ricos en Al puede convertirse en una !ase dominante, como lo mencionado anteriormente. Los minerales del grupo de la alunita inclu$n a la alunita& natroalunita l Na r"3la1a al +)& alunitas d a"onio $ d calcio& ad"Bs d la jarosita l F r"3la1a al Al). Los minerales que lo acompa4an son la caolinita& sricita& jarosita& 3irita& 2aritina& !"atita& calcdonia $ ó3alo. &n la i6ura 8.; se resumen los ensambles minerales de la alteración argílica avan*ada en el diagrama ternario. La alunita Na& +) Al* ,O8)' OH); se !orma a una temperatura aproimada de =- P$ y con un p7 #cido algo menor a =. La caolinita *Al' ,i'O< OH)8 se !orma a temperaturas entre <- a = P$. La caolinita ocurre en *onas m#s altas, m#s alejadas de la !uente y contiene mayor cantidad de agua+ la dicita ocurre a temperaturas entre
Alteración a sericita y smectitas 3grupo de arcillas montmorilloníticas9 junto al @aolin, habiendo en la otra !oto una marcada alteración a montmorillonita. &n los casos las arcillas y sericita alteran a los !eldespatos 3plagioclasas9.
OTRO, TIPO, DE ALTERACIN
1tros tipos de alteración no directamente conectados con el metasomatismo del ion hidrógeno son: la tur"alini1ación& altración talco- car2onato& sr3ntini1ación& siliciicación& silicatación& niti1ación& !"atiti1ación $ altración d F& dolo"iti1ación $ car2onatación. TSRMALINIACIN La turmalina es un complejo mineral con presencia de boro en la !órmula general *;%*,i;O'/O&OH&F)8, donde el sitio de la puede ser ocupado por Ca o Na, el sitio de la por M6 $5o F'#& Al # Li) o F *#& mientras que el Al*#& F *# o Cr pueden ocupar el sitio de la . Los tres %ltimos miembros de las series de solución sólida de la turmalina M6-Li-F son el c!orlo 3rico en Ce9, il2aita 3 rica en Li, Al9 y dra?ita 3rica en ?g9. La composición de las turmalinas puede ser indicativa de los ambientes en los cuales ellos se originaron. (or ejemplo, la relación F5M6 tiende a decrecer con el incremento de la distancia de un origen granítico. &n general las turmalinas ricas en !ierro est#n asociadas o tiene a!inidad con depósitos de greisen de ,n-, mientras que las tur"alinas ricas en M6 son encontradas con depósitos de sul!uro masivo y depósitos estrato ligados de . RTur"alinitaR es el nombre que se le da a las rocas que contienen un eceso de <-N de tur"alina, y est# asociado con depósitos minerales ehalativos en ambientes de ri!t. &n depósitos de ,n- de a!inidad al greisen, las rocas turmalini*adas son comunes. La turmalini*ación penetrante o selectivamente penetrante usualmente ocurre asociado con depósitos de ,n- y conductos de brecha. &n muchos casos las rocas madre que rodean a los domos de granito greiseni*ado tienen tur"alina diseminada, los cuales tienden a ser perpendicularmente abundantes en *onas de !racturamiento. Los ensambles dominados por cuar1o-tur"alina !orman penetrantes reempla*os así como venas de corte transversal y venillas. &l reempla*o puede ser en una escala muy !ina, así que los m#s íntimos rasgos y teturas son per!ectamente preservados. &ste tipo de alteración a tur"alina es vinculado al empla*amiento y cristali*ación de los magmas graníticos ricos en %, con la posibilidad de que el enriquecimiento de % pueda haber sido heredado en una región de origen conteniendo evaporitas o protolitos ricos en turmalina. Las brechas tubo de tur"alina pueden tambi'n ser asociadas con la cristali*ación de magmas graníticos Rgeoquímicamente especiali*adosR y ellos resultan por las altas presiones vol#tiles que eceden a la presión litost#tica. &n el depósito Frant*gerg ) en 5amibia, la turmalini*ación de las rocas madres, las !racturas hidr#ulicas rellenadas por tur"alina y las brechas tubo son comunes. &stos rasgos est#n relacionados al empla*amiento del 6ranito Eron6o rico n %, un granito anorog'nico peraluminoso. Las brechas tubo de turmalina ocurren asociadas con d3ósitos d 3órido d co2r& ?ta d ti3o d3ósito d ,n& y como peque4os tubos polimet#licos conteniendo & Cu& %i& As $ Au. Los datos de inclusiones !luidas indican que ellos se !orman a pro!undidades recorridas de entre < y = @m. y temperaturas en eceso de =P$ en los !luidos altamente salinos. &n >ooiberg, Transvaal 3)ud#!rica9, ocurren bolsas orbiculares ligadas a ,n altamente minerali*adas en lajas sedimentarias sumergidas en los granitóides de la !ase #cida del $omplejo Jushueld. Sstas bolsas contienen abundante tur"alina y "inrals d car2onato, reempla*ando al cuar1o $ 3la6ioclasa de la roca sedimentaria hu'sped. Ilustración 8.('). Las tur"alinas stratior"s est#n esparcidas en secuencias sedimentarias (rotero*oicas y (aleo*oicas asociadas con d3ósitos d suluro "asi?o co"o sdi"nto !us3d, por ejemplo en )ullivan en Jritish $olumbia, donde una roca de cuar1o-tur"alina !inamente granular est# debajo del depósito mineral. Las tur"alinas est#n tambi'n presentes en las #reas de Jro@en 7ill 3Australia9 y en 5amaqualand 3)ud#!rica9 ,tac t al. (08)& Pli"r (0/). Sstas rocas ricas en tur"alina se piensa que son el resultado de ehalaciones submarinas en ambientes de ri!t, y por lo tanto no
son ni epigen'ticos ni de tipo reempla*amiento. Aunque esto es invariable, el caso de muchas ocurrencias el lectos debe ser cauto en la interpretación de rocas ricas en turmalina, como una !ina escala de reempla*amiento puede ser descriptiva y llevar a conclusiones erróneas Pli"r (00> ,"it!is $ Pirajno (00).
Altración talco-car2onato $ talco-clorita &s conocido que el talco !idrotr"al es depositado en el piso del mar del Eol!o de $ali!ornia, est# asociado con arcillas s"ct@ticas $ suluros. &l talco tambi'n est# presente en los sedimentos metalí!eros del ?ar >ojo. Los ensambles originados por reempla*amiento2alteración talco # car2onato U "a6ntita son com%nmente encontrados en los depósitos minerales hidrotermales en !ajas de rocas verdes de ?urchison en )ud#!rica 3línea Antimonial9. Aquí, la minerali*ación de ,2-Au es asociada con la alteración talco-clorita-car2onato masiva y diseminada, estructuralmente controlada. Parton $ Giljon (0;) creen que 'sta minerali*ación es epigen'tica, similar en estilo a otros depósitos de oro hospedados en *onas de ci*alla en Archean. La alteración talco-clorita-car2onato se piensa que es originada por !luidos metamór!icos que !ueron cambiados por el rompimiento estructural principal que resulta en el reempla*amiento y alteración de las rocas hu'sped metasedimentarias y metavolc#nicas. La introducción de inmensas cantidades de H'O $ CO' es posiblemente la causa principal de la muy esparcida alteración a escala regional en los escenarios del Archean. A lo largo de 'stos rompimientos estructurales, cada estado de reempla*amiento y alteración a sriciti1ación& al2iti1ación& statiti1ación talco) $ car2onato dolo"ita& anrita& "a6nsita) es observado, junto con la concentración local de 3irita& arsno3irita $ oro. Los procesos de alteración talco-car2onato $ talcoclorita son por lo tanto debidos a la introducción de H'O $ CO'. Las principales reacciones para la alteración talco-car2onato !ueron eaminadas en detalle por Turnr $ Gr!oo6n (;7)& y son resumidos aquí: Tr"olita # 8CO' = 'dolo"ita # H'M6*,i8O(' # 8,iO' Talco en presencia de soluciones ricas en $a1: Talco # '&( ',r3ntina # *CO' = talco # *"a6nsita # *H'O 1tros ejemplos de minerali*ación de alteración de talco-car2onato-clorita del Archean de origen hidrotermal son encontrados en Australia del 1este y en 6imbabUe en la mina de Ni& &poch. (or %ltimo, la minerali*ación de sul!uros est# contenida en rocas de talco-car2onato $ talco-clorita derivados de la alteración de sr3ntina $ dunita. Los ensambles de talco-car2onato incluyen talco& clorita& "a6nsita $ dolo"ita. &l talco es el m#s abundante de la !ase mineral.
,r3ntini1ación &ste es el tipo de alteración m#s com%n de las rocas ultram#!icas. Los minerales de sr3ntina anti6orita& crisotilo $ li1ardita) son !ormados por la alteración del oli?ino $ 3ironos debido a la introducción de H'O $ CO'. )in embargo la hidratación
simple, de acuerdo con Turnr $ Gr!oo6n (;7)& es la m#s probable reacción que no cambia de volumen y traslado de M6O $ ,iO': oding cerca de 5elson, 5ueva 6elanda9. Las rodin6itas son !ormadas por ensambles de silicato cBlcico 6ranat& clino3irono& tr"olita - actinolita& 3idota) y junto con al2itas ocurren a lo largo de contactos entre sr3ntinitas $ rocas "adrs. &n algunos casos la rodin6ita y las sr3ntinitas car2onatadas pueden estar asociadas con minerali*ación de Au& A6 $ Co.
,iliciicación Sste es tal ve* uno de los tipos m#s comunes y mejor conocido de alteración hidrotermal. Las !ormas m#s comunes de la sílice son el cuar1o- de baja temperatura, o cuar1o 2ajo, el cuar*o"β de alta temperatura o cuar1o alto 3cuar*o ct9 Q
rlacionados a "tal 3rcioso son un "i"2ro inal d los d3ósitos d oro 3itr"al d ti3o Carlin. Sstos jas3s son de grano !ino, poroso, brechado y de color gris oscuro. La siliciicación es com%n en depósitos de pór!idos de cobre y en muchas brechas tu!#ceas. &n $lima, $olorado, un n%cleo de s@lic stril est# presente en el sistema por!irítico minerali*ado. &ste tambi'n se encuentra asociado con granitos 6risni1ados como por ejemplo en (anasquiera 3(ortugal9, donde una capa de s@lic est# locali*ada cerca de la cumbre del domo greiseni*ado.
,ilicatación La silicatación es el reempla*amiento de las rocas car2onatadas por minerales silicatados, generalmente a trav's de la adición de s@lic, como en la siguiente reacción: CaM6CO*)' # ',iO' = CaM6),i'O; # 'CO'> Dolo"ita Dio3sido CaCO* # ,iO' = Ca,iO* # CO'. Calcita ollastonita La silicatación resulta en rocas de ,arn, en las cuales la adición de grandes cantidades de s@lic produce una amplia variedad de minerales calcosilicatados. Los ensambles minerales de alteración de rocas de sarn incluyen silicatos d Ca& F& M6& co"o 3idota& clino1oisita& 6ranats& clino3ironos& 4ollastonita& dio3sido& ?su?ianita& actinolita-tr"olita& andradita& 6rosularita& lo6o3ita& $ 2iotita. Los sarns est#n desarrollados en el contacto entre los plutones y la roca encajonante invadida, 'sta %ltima siendo car2onatos y, menos com%nmente, rocas silicatadas ricas en Ca. La g'nesis del sarn esencialmente involucra un metamor!ismo y metasomatismo de contacto isoVu@"ico& ntra"nt d2ido a "anacions d un cur3o 3lutónico n 3rocso d nria"into. Los estados retrógrados de alteración ocurren con respecto a estados !inales de en!riamiento, resultando una muy intensa actividad hidrotermal y precipitación de sul!uros y óidos, especialmente muy cerca de los contactos de los plutones. &l desarrollo de los sarns ocurre a temperaturas entre D- y ;-P$ y a presiones entre .="= @bar Einaudi t al. (0(). Los sarns son muy importantes porque ellos hospedan a una gran variedad de menas y constituye una clase distintiva de depósitos minerales. Los estados y procesos de evolución de un )FA>5, pueden ser de!inidos de la siguiente manera: <9 metamor!ismo de contacto isoquímico acompa4ando el empla*amiento del magma, 9 metasomatismo 3!ormación del )@arn9 acompa4ando la cristali*ación del magma y evolución de los !luidos minerali*antes y =9 alteración retrógrada acompa4ando al en!riamiento !inal del sistema Einaudi t al.(0().
Fniti1ación Sste es un tipo de alteración que ocurre en las aureolas de car2onatitas $ co"3ljos alcalinos. Sste es esencialmente un 3rocso d dsilicatación acompa4ada por la introducción de Na& +& CO'& CaO $ Al'O*. &s por eso que la !eniti*ación est# caracteri*ada por el desarrollo de 3ironos alcalinos a6irina)& an@2ols alcalinos ri2cita)& $ lds3atos alcalinos ortoclasa& "icroclina $ al2ita). &l %ltimo es usualmente de color rojo debido a la presencia de !"atita. Las rocas a!ectadas son llamadas nitasW, derivadas de la car2onatita de Cen, donde 'ste tipo de alteración !ue documentado por primera ve* por %ro66r ('(). n eceso de nombres con!usos y di!íciles de recordar !ueron adoptados por di!erentes autores para
describir a las rocas n@ticas. Gr4ord (;;), en un intento por solucionar el problema, propuso que los nombres de las rocas !eníticas deberían ser antepuestos por el componente mineral principal seguido 3or nita ortoclasa-a6irina-au6ita nita). Las nitas son !ormadas en las rocas encajonantes rodeando los complejos alcalinos, a trav's de estados de progresivo metamor!ismo in?olucrando la li"inación d cuar1o li2r $ l dsarrollo d ass "inrals alcalinas. Car"ic!al (/8)& atribuye 'stos e!ectos metasom#ticos a los !luidos residuales ricos en alcalis del !raccionamiento de magmas alcalinos. Los !luidos est#n en un !uerte desequilibrio con las rocas encajonantes, resultando halos de productos de alteración los cuales en algunos casos pueden ser semejantes a las rocas ígneas primarias. La !eniti*ación es considerada por muchos como un estado de trans!ormación sólida, debido a la epulsión desde los complejos ígneos de vol#tiles altamente reactivos y calientes, y la subsecuente in!iltración dentro de la roca encajonante %st (0').
H"atiti1ación $ altración rica n irro La !"atita& car2onatos d irro anrita& sidrita)& clorita rica n irro $ an@2ols ricos n irro son por lo general productos de alteración dominantes en un n%mero de importantes tipos de depósitos minerales. esa!ortunadamente, 'ste tipo de alteración no est# tan bien documentado como debería ser, particularmente porque no son poco atractivos económicamente y por lo tanto menos investigados, y particularmente porque el trabajo llevado a cabo por compa4ías geológicas no !ue hecho p%blico debido a la naturale*a estrat'gica de alguno de los intereses relacionados a los minerales. Las impregnaciones de !"atita, diseminaciones y venillas est#n relacionados con los %ltimos estados de la actividad hidrotermal en los sistemas de minerali*ación a!iliados a greisen de ,n-. La !"atita $ la clorita son importantes gangas y minerales de alteración en el gigantesco depósito >oby oUn en Australia del )ur. &n 'ste depósito la alteración rica en !ierro est# asociada con la minerali*ación que contiene elementos tales como C, $u, , >&&, Au. (articularmente interesante es la asociación F-F& actinolita-luorita> sidrita"a6ntita-cuar1o-luorita-suluros), !ormando usualmente sistemas de minerali*ación relacionados a la !ase #cida de los $omplejos Jushveld, Transvaal 3)ud#!rica9. Sstos depósitos minerales est#n interpretados como productos distantes del centro de los sistemas hidrotermales relacionados al granito de Jushveld. &l depósito de !"atita y luorita de Vergenoeg es un ejemplo sobresaliente de metamor!ismo de F $ F en una gran escala. (ara el propósito de 'ste tópico ser# su!iciente decir que las litologías ricas en F y la minerali*ación en Vergenoeg y otras localidades cercanas parecen ser el producto de una combinación de actividades plutónicas, volc#nicas ehalativas y metasom#ticas, cuya naturale*a no es claramente entendida. (or alguna ra*ón, la escala amplia y regional de enriquecimientos de Ce observados en 'stas #reas condujeron a Crocr a considerar una tendencia general de enriquecimiento de F-Ca-F-CO'& tal ve* debido inicialmente a la inmiscibilidad de !racciones magm#ticas. La esolución y la neutrali*ación del HF pudo haber sido el !actor principal responsable para la alteración masiva de F-F en la región. $omo el HF pasa a trav's de las litologías antiguamente ricas n irro, esto podría liiviar Ca $ F para !ormar luorita& clorita& F-actinolita $ !"atita en los sectores superiores del sistema. (or p'rdida de presión la F-actinolita m#s HF& CO'& $ O' pueden !ormar "a6ntita& sidrita $ luorita. na de las reacciones posibles propuestas por Crocr (0<) es: 8Ca'F<,i0O''OH) # (;HF # ;O' = 0luorita # (7!"atita # *'cuar1o # (7H'O. rroactinolita La alteración de !"atita $ clorita est# asociada con depósitos de uranio de tipo
discon!ormes. &sta alteración puede estar acompa4ada por arcillas& dolo"iti1ación& siliciicación $ ta"2in tur"alini1ación. &n el depósito >abbit La@e en $anad#, la alteración est# caracteri*ada por cloriti1ación rica n irro) de minerales magm#ticos, seguido por metamor!ismo de M6 $ %, silici!icación y hematiti*ación. &n los campos de uranio Alligator en el 5orthern Territory 3Australia9, *onas de clorita "asi?a& cuar1o $ !"atita, el cual est# controlado por !allas, ocurre asociada con la minerali*ación. &n las #reas de Jrandberg 35amibia9 los depósitos de vetas ,n- est#n localmente asociados con etensa alteración de tur"alina& sricita $ !"atita. &l %ltimo aparece ser relacionado a los estados !inales de la actividad hidrotermal. La rru6ini1ación 3rinci3al"nt sidrita9 de unidades de m#rmol intercaladas con las metapelitas hospedando a la minerali*ación de vetas es tambi'n un rasgo conspicuo. La alteración de F-car2onato es por lo general encontrado en la roca madre en los depósitos de vetas de Au hospedado en turbiditas. Los crecimientos como por!iroblastos de sidrita $ anrita dan a las rocas madres una apariencia moteada. La alteración F-car2onato $ cloriti1ación son tambi'n comunes en los depósitos de oro del período Archean.
Car2onati1ación $ Dolo"iti1ación La alteración de car2onato de ambas rocas ricas en Ca $ rocas silicatadas involucran dos procesos b#sicos: dolo"iti1ación $ car2onati1ación. &l primero es un tipo de alteración muy com%n de cali*as en el cual toma lugar el cambio de base del cation por metasomatismo, donde el M6'# sustituye al Ca'#& $ l CaCO* se convierte en CaM6CO*)'. esde el punto de vista de minerali*ación, es importante indicar que las reacciones de dolomiti*ación involucran perdidas de volumen 3entre D y <=N9, el cual aumenta la porosidad de la roca y por lo tanto hace que esto sea m#s receptivo a los !luidos minerali*antes. 7ay muchos modelos los cuales intentan eplicarla dolomiti*ación y, mientras esto est' m#s all# del alcance de 'sta sección para brindar una revisión detallada, estos incluyen lo siguiente: una teoría considera que la dolomita es un mineral de evaporitas, y que las dolomitas son por lo tanto !ormados por la acción de salmueras hipersalinas con altas relaciones de Ca5M6. &n ambientes evaporíticos las algas pueden in!luenciar 'ste proceso, durante el cual la dolo"ita reempla*a a la calcita y otros minerales de evaporita. 1tra teoría, de aguas me*cladas 3conocidas como doragW9, considera que la dolo"ita es !ormada por la me*cla de agua !resca por agua de mar. na critica estimación de 'stas teorías revelan que de hecho ninguna es completamente satis!actoria Hardi (0/), pero esto es aun así claro que la dolomiti*ación tiene una importante asociación con muchos tipos de depósitos minerales hidrotermales. La dolomiti*ación est# com%nmente asociada con las bajas temperaturas de los depósitos de P2-n de tipo ?ississipi Valley, donde se ve que 'ste tipo de alteración precedió y tal ve* !avoreció la deposición de minerales de sul!uro E?ans (0/9. La dolomiti*ación a gran escala de las unidades de m#rmol de la !ormación Faribib, secuencia amara, pueden estar relacionadas a minerali*ación de Au en la 6onas $entral del orog'nico amara en 5amibia. Aunque el origen de 'sta dolomiti*ación muy etensiva permanece incierto, esto puede estar relacionado al desprendimiento de CO' durante el metamor!ismo. La reacción de CO' con m#rmoles impuros que contienen minerales de actinolita-tr"olita, en el cambio debido a la alta temperatura del metamor!ismo progrado, pudieron haber producido la dolomita: *calcita # actinolita-tr"olita # /CO' =
La reacción de encima es deducida de las asociaciones y relaciones presentes en las rocas dolomiti*adas Pirajno $ aco2 (00). &n ?t. 8sa 3Australia9, los cuerpos de dolomita"sílice est#n asociados con minerali*ación de Cu-P2-n, aunque se ve que 'sta roca es el producto recristali*ado de dolomitas silíceas. Los depósitos minerales de a!iliación ?ississipi Valley en la *ona de plata!orma de carbonatoW del orog'nico de amara 35amibia9, como los !amosos Tsumeb y Fombat, tienen relaciones espaciales con la calciti1ación d dolo"ita controlada por !racturas, localmente acompa4ada por alteración de !"atita $ siliciicación. &stos rasgos de alteración son de hecho usados como el principal criterio de eploración. La altración d car2onato d rocas d silicato& n contrast a la dolo"iti1ación, ocurre por el metasomatismo de un anion con la introducción de CO'. La carbonatación es un tipo com%n de alteración en las rocas m#!icas de las !ajas de 6lauconita del Archean, donde las venas de cuar1o aur@ro est#n presentes. na sobresaliente alteración a gran escala de car2onato $ F) se tiene en la dolerita Eolden ?ile en el distrito de Falgoorlie de Australia 1este P!illi3s (0;). La alteración hidrotermal de las litologías del Eolden ?ile est# dividida por P!illi3s (0;) dentro de tres *onas: () *ona de clorita clorita # calcita # anrita)+ ') *ona de car2onato anrita # sidrita)+ *) *ona de 3irita anrita # "usco?ita # cuar1o # al2ita # 3irita $ oro). Las reacciones consideradas por P!illi3s est#n reportadas debajo: (. Actinolita a Clorita: ;Actinolita # ('CO' # (8H'O = Clorita # ;CO' = ;,idrita # 8 ,iO' # 8H'O. *. Car2onato a Pirita: ,idrita # 'H'O # (5'O' = F,' # CO' # 'H'O. &sta alteración se piensa que es debida a los !luidos ricos en H'O-CO' sin" a post" metamór!icos de baja salinidad 3equivalente Q Ut.N 5a$l9, a temperaturas de entre =- y ;P $, y presiones de ./" @bar P!illi3s (0;).
ELEMENTO, DE TIERRA, RARA, EN LO, PROCE,O, DE ALTERACION HIDROTERMAL. Los elementos de Tierras >aras REE) incluyen todos los elementos con n%mero atómico entre -B 3Lantano9 y B< 3Lutecio9. &llos tienen un similar comportamiento químico relacionado al decrecimiento de sus vol%menes atómicos con el aumento de su n%mero atómico, siendo llamada contracción Lantanida. &l trio 3n%mero atómico 6 X =9 es tambi'n considerado dentro de las Tierras >aras porque tiene un similar radio iónico al 7olmio 36 X DB9. Las Tierras >aras con bajo n%mero atómico son re!eridas como REE li6ras LREE) y las de alto n%mero atómico como REE 3sadas HREE). La abundancia de Tierras >aras en los meteoritos condríticos ha sido tomado en base a esos valores por consiguiente la abundancia en el manto primordial en !orma de una línea hori*ontal en el diagrama, porque se asume que no est#n !raccionados. La siguiente abundancia de Tierras raras en varios sistemas de rocas muestra una variable !orman curvas en el susodicho manto primordial, re!lejando varios grados de !raccionamiento. &n el caso de rocas cogen'ticas se hace m#s epeditiva la normali*ación de las REE a una de las rocas de la secuencia, generalmente la de menor !raccionamiento Hanson (07). &n los procesos geológicos las REE son variablemente enriquecidos en los magmas, sus productos de consolidación y sus !luidos residuales. &l estudio de la abundancia de REE en el sistema de rocas son especialmente evaluados en la investigación de modelos petrogen'ticos. Eeneralmente se habla de la tendencia de las LREE a ser concentradas en las pegmatitas y carbonatitas, mientras que las HREE son concentradas en los magmas graníticos. Las REE son contenidas en m#s de especies minerales incluyendo varios osatos& car2onatos& óidos $ silicatos. Las !ases minerales !ormadores de rocas, com%nmente contienen REE como apatito, circón, monacita y enotima. Mic!ard (0) ha estudiado el contenido de REE de soluciones hidrotermales de numerosos campos geotermales. &lla encontró que las concentraciones de REE de los !luidos hidrotermales son usualmente muy bajas, pero ellos tienden a incrementarse cuando el 3H decrece+ tambi'n, en !luidos ricos en cloruros, las REE muestran una distinguible ano"al@a 3ositi?a n Euro3io. (eque4o es el conocimiento sobre la movilidad y transporte de las REE en las soluciones hidrotermales. 8nvestigadores rusos reportan que las REE son transportadas en soluciones alcalinas como los car2onatos& sulatos o luoruros co"3ljos. La 3rci3itación ocurr co"o rsultado d los ca"2ios d alcalinidad& 3rsión $ la ijación d los car2onatos. Tambi'n las REE !orman complejos m#s estables con tendencia a parar en soluciones tan largas como las LREE y por lo tanto ellas tienden a concentrarse en los productos tardíos de la actividad hidrotermal. &n este conteto, el comportamiento de las REE durante los procesos de alteración hidrotermal ha sido investigado por Ta$lor $ Fr$r (07& (0'& (0*). )us resultados son sumari*ados y mostrados en la i6. 8.(.*. Los autores buscaron la distribución de REE en rocas alteradas y !rescas usando monitores para el cambio de las condiciones de los !luidos dominantemente magm#ticos a dominantemente meteóricos. $ambios en la abundancia de REE durante la alteración pot#sica en sistemas por!iríticos son caracteri*ados por el incremento de LREE y la disminución de HREE Fi6. 8(*a). &n la parte in!erior del mismo diagrama el radio de abundancia de REE en rocas minerali*adas y no minerali*adas muestra un decrecimiento de LREE a HREE y una anomalía positiva en &uropio, indicando el enriquecimiento de este elemento por los !luidos hidrotermales.
esde la propiliti*ación al estadio Cílico de alteración o en otras palabras, cuando decrece la actividad del +# y se incrementa el metasomatismo del H#& son modelos para el cambio en la abundancia en las REE. esde un estadio pot#sico inicial a un evento propilítico i6. 8.(*.2) muestran una de!lección que abarca las REE dia6ra"a su3.)& (ero menos marcado en la LREE y tanto como las HREE. &n los estados m#s avan*ados, sin embargo, las REE pesadas son enriquecidas. el estado propilítico al !ílico i6. 8.(* 2& dia6ra"a in) se nota una m#s amplia de!lección del total de REE& indicando una progresiva liiviación de las REE con el incremento del radio Fluido5Roca y decrecimiento en 3H incr"nto n HG9. &ste decrecimiento es m#s pronunciado en las LREE tanto como en las HREE& teniendo consecuentemente un relativo enriquecimiento.
METAMORFI,MO EN ROCA, ALTERADA, HIDROTERMALMENTE &l metamor!ismo en depósitos minerales hidrotermales y las alteraciones en la roca caja no es un popular tópico de b%squeda. &s por esta ra*ón que no se conoce mucho acerca de los e!ectos del metamor!ismo en rocas alteradas hidrotermalmente. &ste hiato o desconocimiento de la geología hidrotermal en parte, emana por causa de que muchos ensambles minerales hidrotermales son en una primera aproimación, id'nticos a los que ocurren en las !acies metamor!icas Ta2la 8.*). na lista simpli!icada de los minerales se observa en la ta2la 8.* y muestran los ensambles minerales, desde la acis 1olita !asta la acis ani2olitica, o2sr?Bndos Vu son "Bs o "nos si"ilars a los "inrals n las rocas altradas !idrotr"al"nt. )iendo por supuesto posible, que en las rocas cajas alteradas hidrotermalmente, los an#lisis de especies minerales individuales muestren una composición di!erente, como el F5M6 d cloritas, o el contenido de %a en los lds3atos. &n algunos casos, muchos procesos normalmente interpretados como de metamor!ismo regional, son de hecho, e!ectos de la alteración hidrotermal. 5otablemente, este es el caso de los suelos marinos metamor!icos, entendi'ndose que se trata de la in!iltración y reacción de aguas marinas con las rocas m#!icas oce#nicas. , 3ud dcir Vu toda altración !idrotr"al s un ti3o d "ta"oris"o. (or ello es prudente tratar de separar la !acies metamor!ica tradicional de los e!ectos de cambios minerales como respuesta a una interacción de las rocas con los !luidos.
?uchos depósitos minerales como los m#s recientes, tiene al menos un ciclo orog'nico, estando metamor!oseados en una gran o peque4a etensión. &n los bajos grados de metamor!ismo co"o la acis sVuistos ?rds)& los minerales hidrotermales est#n m#s o menos equilibrados con las condiciones de temperatura y presión y los cambios minerales 3de ellos9 no son anticipados o sustanciales. La *ona propilítica cloritas # 3idota # car2onatos # 3irita) de los sistemas por!iríticos muestran di!icultad para ser detectados en #reas de un metamor!ismo de !acies esquistos verdes. ,in "2ar6o& la 3rsncia no usual d a2undant 3irita, y los
ensambles transicionales a *onas de sericita y sus restricciones a #reas en partícular, hacen pensar en el verdadero origen de los minerales en cuestión. &stas cosas son considerablemente m#s di!íciles en altos grados de metamor!ismo acis ani2olita $ 6ranulita9. &n esas condiciones es m#s di!ícil poder decidir cuando un d3ósito s 3r& s$n o 3ost "ta"oris"o. La situación es muchas veces m#s con!usa cuando el metamor!ismo retrógrado ha ocurrido. &n ambientes de medio a alto grado de metamor!ismo, los estudios de la !#brica y tetura de los depósitos minerales y la litología circundante son obviamente muy importantes. &sos estudios pueden establecer o no, si un depósito mineral ha sido objeto de una de!ormación y evento metamor!ico como las rocas encajonantes, tomando en cuenta los e!ectos de removili*ación y recristali*ación de los componentes m#s d%ctiles 3como la galena9 durante el metamor!ismo. 8gual importancia en la b%squeda de evidencia de alteración hidrotermal en rocas con alto grado de metamor!ismo 3sobre la !acies esquistos verdes y am!ibolitas9, es estudiada por el modelo de geoquímica de rocas y química mineral. (or ejemplo, el 2ajo contnido n + # Na $ l nriVuci"into n Al s 3ctant d una 1ona d altración Bcidosulato "ta"orica. Al6unos "inrals cla?s& co"o l 6ranat& "a6ntita& "usco?ita& clorita $ al6unas inusuals concntracions $5o radios d l"ntos n& %a& Mn& F5M6) 3udn sr indicati?os d un a"2int !idrotr"al. &l problema de los e!ectos del metamor!ismo sobre depósitos minerales ha sido investigado por muchos a4os por ,tanton (/'& (0' $ (0*)& quien concentra sus es!uer*os en los sedimentos que hospedan depósitos de sul!uros masivos estrati!ormes. Los trabajos de ,tanton se re!ieren por lo tanto a los sedimentos hidrotermales, como alteración epigen'tica de la roca caja. Los depósitos met#licos estrati!ormes son m#s o menos concordantes, lenticulares y son incluidos en litologías metapelíticas con un distintivo ensamble mineralógico como el indicado en la ta2la 8.8
Los depósitos minerales son considerados como depósitos de precipitados químicos con los sedimentos originales. Vi'ndolo desde este punto, la eploración geológica es muchas veces reali*ada con ensambles certeramente metamor!icos, equivalentes de los minerales hidrotermales precursores. La ta2la 8.< est# compilada de ,tanton (0') siendo una lista de un rango de minerales usualmente encontrados en un ambiente de metamor!ismo de grado medio conjuntamente con los posibles precursores hidrotermales.
)obre la base de una detallada observación geológica, mineralógica y geoquímica, )tanton eplica la íntima relación entre el metamor!ismo ehalativo con los estratos de minerales silicatados, óidos, sul!uros y carbonatos, en t'rminos de Princi3io Prcursor. La teoría de que los Princi3ios 3rcursors sugieren que en el metamor!ismo regional las capas de silicatos, óidos, sul!uros, sul!atos y carbonatos son derivadas directamente, in situ, a baja temperatura, de minerales precursores de una alteración diagen'tica"sedimentaria y materiales, no siendo una reacción de metamor!ismo (rogrado, como el Princi3io Prcursor& a !amilias económicamente importantes de depósitos minerales ehalativos. La actividad ehalativa de los pisos marinos, lagos y lagunas ocupa el primer lugar en la acumulación estrati!orme, conteniendo variadas cantidades de F& n& Cu& ,uluros& !idróidos d & %a& $ sulato d calcio& car2onatos& 6l d silica !@drica co"o 2un nW"ro d arcillas& cloritas $ una "itura d arcillas-cloritas-1olitas. &sas acumulaciones !ormadas son generalmente conocidas como ehalativos o sedimentos químicos con una gran ocurrencia de capas de hierro protero*oicas como uno de los m#s importantes ejemplos. &stos sedimentos químicos son subsecuentemente sujetos a los cambios diagen'ticos y en muchos casos al metamor!ismo regional.
urante la diag'nesis y el !enómeno metamor!ico, los suluros& óidos& sulatos $ car2onatos su!ren un desarrollo de los granos. &llos por ejemplo, !orman capas de grano grueso de 2aritina& $ an!idrita !ormados a partir de sulatos d Calcio $5o %ario> c!rt o cuarcitas de la deshidratación de silica 6l& los óidos d !"atita $5o "a6ntita son derivados de los !idróidos d . ,tanton considera que las mencionadas trans!ormaciones ocurren de materiales ehalativos 3como es generalmente aceptado9 pudiendo ser los mismos silicatos minerales que son com%nmente buscados en los depósitos estrati!ormes j"3lo: 6ranats& 3ironos& an@2ols& lds3atos $ silicatos d alu"inio 3oli"oros). (or consiguiente, como previamente ha sido indicado, el autor responde de la valide* del concepto de que los minerales silicatados son !ormados a trav's de una serie de reacciones como respuesta al gradiente de temperatura. ebido a la !alta de una di!usión metamor!ica sobre distancias sustanciales 3tanto como algunos milímetros9 coeisten !ases minerales a escala de la sección delgada, evidencias teturales 3ejemplo: ensambles de "usco?ita-2iotita o cuar1o-"usco?ita en rocas metamor!icas sin
mostrar ninguna evidencia de reacción dócil de granates o silimanita con !eldespato +# respectivamente9, lo que signi!ica que el metamor!ismo es isoquímico y que cada grano de mineral metamor!ico ahora presente, representa un crecimiento in situ y2o trans!ormación de material pre"metamor!ico o similar, que abarca toda composición, o en uno de dos o m#s productos de la caída in situ de materiales pre"metamor!icos de apropiada composición. A esto se re!iere )tanton como Prcursors ,tanton (0& 3.<8*). &jemplos comunes de sedimentos químicos (recursores o ehalativos y sus correspondientes evaporitas incluyen ?r ta2las 8.< 8.; $ 8./)> () !ormas hídricas de silica 3posiblemente gel9 en pisos marinos evaporíticos cambiando a c!rt+ y ') !idróidos d F cambiando a !"atita $5o "a6ntita. &n casos tardíos las secuencias de deshidratación"reduccion contempladas son las siguientes ,tanton (0& 3.<8<): F OH)* Li"onita
FO.OH # H'O> 9ot!ita
'FO.OH F'O* # H'O> 9ot!ita H"atita F'O* # H'O # F' F'O8 # 'H# Ma6ntita &n este camino la "a6ntita como !ormaciones de capas de hierro y la "a6ntita-cuarcita 3com%n ehalativo en muchos terrenos metamor!icos9 pueden ser !ormados de la trans!ormación in situ de li"onita $ 6ot!ita. &l granate es !recuentemente un componente en las rocas bandeadas de cuar1o-"a6ntita y muchas veces se ven que est#n !ormadas de un mineral precursor, como ocurre en los sedimentos diagen'ticos de F-Mn cloritas-c!a"osita. Los depósitos ehalativos de Jro@en 7ill (b"Ag"6n en Australia, est#n asociados con minerales metamor!icos como la sili"anita, que se observa son derivados de la caolinita y la 6a!nita nAl'O8) derivado de caolinita que ha absorbido n $ "usco?ita d la illita. )imilarmente, la cordirita es tambi'n derivada de "atrials alu"inosos d arcillas-cloritas. &l com%n intercrecimiento de cordirita-sili"anita es eplicado como el resultado isoquímico, del metamor!ismo in situ, de arcillas-cloritas y cantidades menores de caolinita-6i2sita. (or esta misma vía muchas s3inlas& o la 6a!nita nAl'O8) re!erida en el ejemplo anterior !ueron !ormadas de arcillas precursoras con absorción de cationes como F'#& n'# $ Mn'#. )e piensa que los mecanismos para eplicar los cambios m#s importantes en el metamor!ismo regional de materiales precursores son: () desarrollo y ordenamiento de materiales diagen'ticos2sedimentarios como los car2onatos& suluros& arcillas etc. y ') cambios de gel"sólidos que muestran una ordenada estructura cristalina de materiales amor!os, como la silica 6l a c!rt, 6l d 6ot!ita a !"atita5"a6ntita y *)
cambios sólido"sólido de cristales mitos con estructuras en capas mitas !ormadas "usco?ita& caolinita-6i2sita en durante la ehalación y diag'nesis como la illita capas mitas → sili"anita& caolinita sili"anita& c!a"osita al"andina& 6ranat. &l polimet#lico, los sedimentos caja, del depósito ehalativo de sul!uro masivo de Aggeneys"Eamsberg en )ud#!rica ocurren dentro del complejo metamor!ico de alto a medio grado en 5amaqua, siendo una provincia que se etiende a lo largo del !lanco del $ratón Faapvaal. $onsiste en una secuencia riolítica, sedimentos volc#nicos y cherts. &n Eamsberg las rocas est#n metamor!oseadas e incluyen cuarcitas $ sVuistos d cuar1o-2iotita-"usco?ita-sili"anita 3!ormación (ella9, sVuistos d 6ranats3ironos-an@2ols-"a6ntita-cuar1o-sricita-silli"anita, sVuistos d cuar1o6runrita-6ranats-"a6ntita-cuar1o-2arita 3!ormación Eams9, ani2olitas $ sVuistos d cuar1o-"usco?ita. &n Aggeneys la !ormación mineral contiene cuarcita& sVuisto d cuar1o& 6ranats& cuarcita& "a6ntita-cuar1o-ani2ols& "a6ntita2arita $ sVuisto d cuar1o-2arita. e partícular inter's es la cuarcita-6ranats #cordirita # sili"anita # 2iotita), porque esta unidad se piensa que debe ser un metamor!ico equivalente de una *ona precursora alimentadora de silic-alu"inio Mc9r6or (0;). Las rocas minerali*adas 6alna& salrita& calco3irita& 3irrotita $ 3irita) y su ensamble mineralógico asociado a Aggeneys son por lo tanto, el equivalente metamor!ico de las evaporitas hidrotermales de las !acies de silicatos, óidos y sul!uros 3tabla ;.D9. La interpretación de los ensambles minerales de la !ormación Eams, y sus precursores pre"metamor!icos se observan en la ta2la 8./.
Los principales precursores pueden ser aplicados a la minerali*ación hidrotermal epigen'tica y se puede asumir como de gran importancia en la eploración de volcanog'nicos de metales base y metales preciosos en terrenos de alto grado de metamor!ismo. Los minerales aluminosos como las arcillas $ cloritas son productos comunes de la alteración hidrotermal de las rocas encajonantes durante el intercambio
metasom#tico con los !luidos minerali*antes. La ocurrencia de esos minerales en *onas restringidas implica la presencia conductos de !luidos hidrotermales 3conductos de alteración9 con depósitos volcanog'nicos debajo. )iguiendo la de!ormación y metamor!ismo se hace etremadamente di!ícil de reconocer que se tenga un conducto alterado. urante el metamor!ismo, los cambios de los minerales aluminosos alterados hidrotermalmente a ensambles metamor!icos aluminosos incluyen 6ranats& cordirita& $ staurolita. (or la tanto, el reconocimiento de ensambles mineralógicos de alto grado locali*ados, puede indicar un antiguo conducto hidrotermal. McLod $ ,tanton (08) trabajaron sobre la química mineral de ensambles de !ilosilicatos cloritas # talco # lo6o3ita # 2iotita $ clorita # "usco?ita) asociados con algunos depósitos de sul!uros masivos de (b"6n del paleo*oico en 5ueva Kales y Tasmania. &sos depósitos son un verdadero representante de un antiguo metamor!ismo acis sVuistos ?rds) equivalentes a los tipo Furo@o japoneses. Los autores concluyen que esos ensambles de !ilosilicatos derivan de minerales arcillosos precursores, como "ont"orilonita illita. ?#s especí!icamente, ellos consideran la cristali*ación de cloritas $ "usco?ita pueden ser derivados de una reacción del tipo: caolinita # ca3as "itas d illita-dioctadral cloritas $ inal"nt clorita # "usco?ita> o& "ont"orilonita # arcillas caoliniticas a !ormas de illita !idro"ica # "usco?ita McLod $ ,tanton (08) H"l$ t al. (07) investigando el equilibrio mineral en el sistema Al'O*-,iO'H'O& y sus resultados sugieren que esos minerales com%nmente buscados en las *onas argílicas de depósitos hidrotermales pueden cambiar a !ases m#s estables a las altas temperaturas y pueden ser encontradas en ambientes metamor!icos. La i6ura 8.(< se re!iere a la estabilidad de los minerales aluminosos en !unción de la temperatura y la actividad de la silica a ' +2ar .
)e puede ver que la caolinita es estable a bajas temperaturas y con el incremento de la actividad de la silica y temperatura, 3iroilita $ andalucita vienen con un progresivo aumento de la temperatura. La 3iroilita tiene un largo campo de estabilidad, en t'rminos de ambos, silica y temperatura. La alta actividad de la sílice permite que este mineral sea estable a temperaturas superiores a ;- 0$. La baja actividad de la s@lic permite temperaturas 3- " - 0$9, permitiendo que la diBs3ora $ corindón sean estables. Los cambios minerales en la !ig. ;.<-, son e!ectivamente reacciones de deshidratación, tambi'n corroborados por ,tanton (0*), quien sugiere
que la silimanita en el depósito de Eeco, $anad#, es derivado de una caolinita precursora. Las reacciones consideradas por H"l$ $ cola2oradors son: ' caolinitas # ' cuar1os = 3iroilita # H'O> ' caolinitas = 3iroilita # 'diBs3ora> 3iroilita # ; diBs3oras = 8 andalucitas # 8 H'O> ' diBs3oras = corindón # H'O. $omo ejemplo de una alteración hidrotermal epigen'tica metamor!oseada, se tiene a un antiguo sistema hidrotermal 3 ?A9, en las rocas volc#nicas #cidas del grupo >ooiberg 3Transvaal, )ud#!rica9. Aquí la *ona de alteración es caracteri*ada por el ensamble dicita-3iroilita-cuar1o-diBs3ora-1un$ita-3irita. La presencia de 3iroilita $ diBs3ora es interpretada como el comien*o de una *ona de metamor!ismo de bajo grado de una *ona de altración ar6@lica a?an1ada en un antiguo sistema epitermal. 1tro ejemplo documentado del metamor!ismo en un depósito hidrotermales es proporcionado por una litología rica en F-Mn asociado con depósitos de sul!uros masivos en el )ur de los Apalaches 3Eeorgia )A9. &stas rocas !ueron sujetas de una de!ormación y metamor!ismo durante el 1rdoviciano temprano y el carboni!ero, siguiendo un evento de colisión con rocas autóctonas del cratón a!ricano. Las rocas ricas en F-Mn, !ormaciones !errosas e inclusiones de esquistos m#!icos, son metamor!i*ados gradualmente a 6ranats& +$anita $ sili"anita ondr t al. (00). La petrología y geoquímica de las rocas ricas en F-Mn, incluyen las llamadas COTICSLE, de 6ranats relacionados a cuarcitas $ 6ranats relacionados a !ormaciones !errosas, !ueron investigadas po r ondr t al (00. &llos buscaron esas rocas originadas por el metamor!ismo de depósitos de sedimentos hidrotermales tipo HOT ,PRIN9 sobre el suelo marino. Los probables minerales precursores contienen arcillas $ óidos d F $ Mn, como la Torodoita $ 9ot!ita respectivamente.
LI,TA DE LO, MINERALE, DE ALTERACION NOM%RE Actinolit Ada"it Aa6anit Alstonit Alu" Alu"init Alunit Aluno6n Alur6it A"2l$6onit A""onioalunit A""oniojarosit A""oniolucit Analci" An!$drit Anrit Antarcticit Ant!o3!$llit Anti6orit Antlrit A3atit A3o3!$llit Ara6onit Ar?dsonit Ataca"it Au6it Ainit A1urit %ar2rtonit %ar?iit %asalu"init %assanit %astnasit %a?nit %a$rit %idllit %ntonit %r$l %iotit %isc!oit %lodit %o!"it %ora %or6stro"it %ra1ilianit %roc!antit %rucit %ru6natllit %uddin6tonit %urit Calcit Carnallit Ca?ansit Crolit Crolit Crrusit C!a2a1it C!alcant!it C!a"osit
FORMSLA
9RSPO
CLA,E
Ca'M6&F'#)<,i0O''OH)' A"3!i2ol Inosilicat n'AsO8)OH) Arsnat 2ta-F *#O&OH&Cl) O$!$roid %aCaCO*)' Ara6onit%a) Car2onat +Al*,O8)'.('H'O ,ulat Al',O8)OH)8./H'O ,ulat +Al,O8 )'.OH); ,ulat Al ',O8)*.(;H'O ,ulat Cr-3!n6it Mica P!$llosilicat Li&Na)AlPO 8)F&OH) P!os3!at NH 8& +)Al*,O8)'OH); ,ulat NH8)'F*#,O8)'OH); ,ulat NH 8&+)Al,i'O; Flds3at!oid Tctosilicat NaAl,i'O;-H'O olit Tctosilicat Ca,O8 ,ulat CaM6& F'#)CO*)* Dolo"itF) Car2onat CaCl'.;H'O Halid M6& F '#)/,i0O''OH)' A"3!i2ol Inosilicat M6&F '#)*,i'O<OH)8 ,r3ntin P!$llosilicat Cu*#',O8)OH)8 ,ulat Ca<PO8)*F&Cl&OH) A3atit P!os3!at a 6rou3 na" A3o3!$llit P!$llosilicat CaCO* Ara6onit Car2onat '# *# Na*F 8F ,i0O''OH)' A"3!i2ol Inosilicat Cu'ClOH)* Halid Ca&Na)M6&F&Al&Ti),i&Al) 'O; P$ron Inosilicat Ca&Mn&F&M6) *Al'%,i8O(<OH) Ainit C$closilicat Cu*CO*)'OH)' Car2onat M6;Cr 'CO*)OH)(;.8H'O Car2onat rron!orn2lnd A"3!i2ol Inosilicat Al 8,O8)OH)(7.
C!lora3atit C!lorit C!lorit-Mn C!loritoid C!r$socolla C!r$sotil Clinoc!lor Clinoc!lor-Cr Clinoc!lor-F Clino3tilolit Clino1oisit Clintonit Col"anit Cooit Co3ia3it CoVui"2it Corrsnit Cristo2alit-al3!a Cr$olit Cu""in6tonit Datolit Dias3or Dicit Dio3sid Dio3tas Dolo"it Dolo"it-F Dra?it Du"ortirit Ednit El2ait El2ait Enstatit E3!sit E3idot E3so"it Erionit Eu6strit Fluroa3atit Fuc!sit 9as3it 9a$lussit 9i22sit 9is"ondin 9lauconit 9lauco3!an 9o$a1it 9rnalit 9runrit 9$3su" 9$rolit Halit Hallo$sit HalotricHit Hansit Hctorit H"i"or3!it Hulandit Ha6onit Ha!$drit Hol"Vuistit Horn2lnd Ho4lit H$alit
Ca
H$dro2iotit (:( intrcrc. o 2iotit Y ?r"iculit Mica P!$llosilicat H$dro2oracit CaM6%;O0OH);.*H'O %orat H$dro"a6nsit M6<CO*)8OH)'.8H'O Car2onat H$droniu" jarosit H*O#)'F*#;,O8)8OH)(' ,ulat H$dro$la3atit Ca<PO8)*OH) P!os3!at H$3rst!n M6&F),iO * P$ron Inosilicat Illit +(-(.
O3al-CT ,iO'.nH'O ,ilica Tctosilicat O3alin-silica ,iO' ,ilica Tctosilicat Pal$6orsit M6&Al) ',i8O(7OH).8H'O ,3iolit-Pal$6orsit P!$llosilicat Para6onit NaAl*,i*O(7OH)' Mica P!$llosilicat Par6asit Ca&Na)M6&F)8Al&F&Ti)*,i;O''OH)' A"3!i2ol Inosilicat Pcorait Ni*,i'O<OH)8 +aolinit-,r3ntin P!$llosilicat Pnninit ?arit$ o clinoc!lor C!lorit P!$llosilicat Pnta!$drit M6,O8.
