HIDROTERMALISMO Yacimientos Y acimientos Minerales
Docente:
Integrantes:
Daniel Alejandro Alva Huamán
- Aguilar Cuzco, Carlos Antonio
Universi dad Privada del Norte
INTRODUCCIÓN
En la naturaleza la gran mayoría de depsitos minerales metálicos están de una u otra !orma ligados a procesos "idrotermales# $a !uente, composicin y características termodinámicas de un !luído "idrotermal pueden ser %astante varia%les y dependen en gran medida de las características de su !uente, de la distancia de transporte y su modi!icacin durante &ste, y de las propiedades de la roca "u&sped#
'ara una comprensin %ásica de cual(uier tipo de yacimiento de origen "idrotermal es entonces necesario un entendimiento de los procesos de "idrotermalismo, tanto en t&rminos de condiciones termodinámicas asociadas como en t&rminos de asociaciones de minerales de alteracin y mineralizacin producto de una interaccin agua-roca#
ALTERACION HIDROTERMAL
La alteración hidrotermal es un término general que incluye la respuesta mineralógica, textural y química de las rocas a un cambio ambiental, en térmicos químicos y termales, en la presencia de agua caliente, vapor o gas. La alteración hidrotermal ocurre a través de la transformación de fases minerales, crecimiento de nuevos minerales, disolución de minerales y/o precipitación, y reacciones de intercambio iónico entre los minerales constituyentes de una roca y el fluido caliente que circuló por la misma. Aunque la composición litológica inicial tiene una influencia en la mineralogía secundaria hidrotermal!, su efecto es menor que el debido a la permeabilidad, temperatura y composición del fluido. "n efecto, la temperatura del fluido y el p# del mismo son los factores m$s relevantes en la asociación mineralógica resultante de los procesos de alteración hidrotermal, m$s que la litología. "%., La asociación mineralógica& cuar'o, albita, feldespato(), clorita, epidota férrica, illita, calcita y pirita, se ha encontrado en basaltos en *slandia, areniscas en *mperial +alley, riolitas en ueva -elanda y andesitas en *ndonesia. "sa asociación de minerales de alteración se ha producido en el rango de temperatura de 01(2013. La susceptibilidad a la alteración es variable en los minerales primarios de las rocas. "l m$s reactivo es el vidrio volc$nico, frecuentemente alterado primero a ópalo, smectita, calcita o 'eolita y luego a minerales de arcilla. "n términos generales se puede establecer un orden relativo de susceptibilidad a la característica esencial de la alteración hidrotermal es la conversión de un con%unto mineral inicial en una nueva asociación de minerales m$s estable ba%o las condiciones hidrotermales de temperatura, presión y sobre todo de composición de fluidos. La textura original de la roca puede ser edificada ligeramente o completamente obliterada por la alteración hidrotermal. La alteración hidrotermal es un tipo de metamorfismo que involucra la recristali'ación de la roca a nuevos minerales m$s estables ba%o las condiciones hidrotermales. La característica distintiva de la alteración hidrotermal es la importancia del fluido hidrotermal en transferir constituyentes y calor. "n efecto, la alteración hidrotermal involucra la circulación de vol4menes relativamente grandes de fluidos calientes atravesando las rocas permeables debido a la presencia de fisuras o poros interconectados. "l fluido tiende a estar considerablemente fuera de equilibrio termodin$mico con las rocas adyacentes y esto genera las modificaciones en la composición mineralógica original de las rocas, puesto que componentes en solución y de los minerales sólidos se intercambian para lograr un equilibrio termodin$mico. "l transporte de materiales involucrados en la alteración de las rocas puede ocurrir por infiltración o por difusión transporte por difusión de especies químicas a través de fluidos estancados en los poros de las rocas! o por una combinación de ambos procesos. 5i la evidencia geológica muestra que los materiales o componentes químicos se movieron a gran distancia el medio de transporte dominante probablemente fue la infiltración. "n sistemas hidrotermales la difusión e infiltración ocurren simult$neamente. Factores que controlan a la alteración hidrotermal de las rocas. a! Temeratura y la diferencia de temperatura entre la roca y el fluido que la invade& mientras m$s caliente el fluido mayor ser$ el efecto sobre la mineralogía original. b! Comosición del fluido 6 sobre todo el H del fluido hidrotermal& mientras m$s ba%o el p# fluido m$s $cido! mayor ser$ el efecto sobre los minerales originales.
c! !ermea"ilidad de la roca& 7na roca compacta y sin permeabilidad no podr$ ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteración. 5in embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidr$ulico de las rocas o disolución de minerales generando permeabilidad secundaria en ellas. d! Duración de la interacción a#ua$roca y variaciones de la ra'ón agua/roca. 8ientras mayor volumen de aguas calientes circulen por las rocas y por mayor tiempo, las modificaciones mineralógicas ser$n m$s completas. e! Comosición de la roca6 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! !resión& este es un efecto indirecto, pero controla procesos secundarios como la profundidad de ebullición de fluidos, fracturamiento hidr$ulico generación de brechas hidrotermales! y erupción o explosiones hidrotermales. Los dos factores iniciales temeratura y comosición del fluido hidrotermal son le%os los m$s importantes para la mineralogía hidrotermal resultante de un proceso de alteración. "sto es relevante porque las asociaciones de minerales hidrotermales nos dan indicios de las condiciones en que se formaron depósitos minerales de origen hidrotermal. La intensidad de la alteración corresponde a un término ob%etivo que se refiere a la extensión en que una roca ha sido alterada, mientras que el #rado de alteración es un término sub%etivo que requiere una interpretación basada en la mineralogía de alteración. 5in embargo, se han propuesto los términos er%asi%idad para indicar la intensidad de la alteración y e&tensi%idad para indicar la distribución espacial de la alteración hidrotermal. "stos 4ltimos términos fueron propuestos para cuantificar porcentualmente la intensidad y extensión de alteración hidrotermal. 5in embargo, en la pr$ctica nunca se generali'ó su uso en tal sentido, pero el término er%asi%o se utili'a corrientemente para referirse a que tan penetrativa es la alteración de las rocas. 7na alteración er%asi%a se refiere a aquella en que una roca est$ completamente alterada en todo su volumen, en contraposición a alteraciones poco pervasivas donde la alteración se limita a las vecindades de las fracturas por donde circuló el fluido, pero las partes masivas de las rocas est$n inalteradas. !rocesos de"idos a la alteración hidrotermal Deositación directa& muchos minerales se depositan directamente a partir de soluciones hidrotermales. 9ara poder hacerlo es obvio que la roca debe tener pasa%es para que el fluido pueda moverse dentro de ellas. "%. diaclasas, fallas, fracturas hidr$ulicas, discordancias, 'onas brechosas, huecos, poros y fisuras. "l cuar'o, calcita y anhidrita forman f$cilmente venillas y relleno de huecos en las rocas, pero también se ha observado localmente clorita, illita, adularia, pirita, pirrotina, hematita, :aira;ita, fluorita, laumontita, mordenita, prehnita y epidota que deben haberse depositado directamente de un fluido hidrotermal. Reemla'o& 8uchos minerales de las rocas son inestables en un ambiente hidrotermal y estos tienden a ser reempla'ados por nuevos minerales que son estables o al menos metaestables en las nuevas condiciones. La velocidad del reempla'o es muy variable y depende de la permeabilidad de la roca.
Li&i%iación& Algunos de los componentes químicos de las rocas son extraídos por los fluidos hidrotermales al atravesarlas, particularmente cationes met$licos, de modo que la roca es deprimida en dichos componentes o lixiviada. "n ciertas condiciones, como por e%emplo donde se condensa vapor acidificado por oxidación de # 5, la solución $cida resultante por la presencia de #5<=! ataca las rocas disolviendo minerales primarios, pero sin reempla'ar los huecos resultantes que se producen. "sto puede en casos extremos resultar en una masa porosa de cuar'o residual. Clasificación de Alteración Hidrotermal
La alteración hidrotermal produce un amplio rango de mineralogía, abundancia mineral y texturas en distintas rocas. "sto hace que sea complicado tener un criterio uniforme para la clasificación de tipos de alteración. Los autores de mapeos y de estudios de alteración generalmente han simplificado sus observaciones clasificando las rocas alteradas en grupos. "l método m$s simple es mediante la utili'ación del mineral m$s abundante y m$s obvio en la roca alterada. >e ahí derivan denominaciones como& 5ilicificación sílice o cuar'o 5ericiti'ación sericita Argili'ación minerales de arcilla 3loriti'ación clorita "pidoti'ación epidota Actinoliti'ación actinolita "tc. Aunque esta nomenclatura simple se emplea com4nmente, en realidad los minerales de alteración no se presentan individualmente sino que forman ciertos grupos o asociaciones de minerales de alteración.
8eyer y #emley @BD! clasificaron la alteración hidrotermal en los tipos& propilítica, argílica intermedia, argílica avan'ada, sericítica y pot$sica !roil(tica& 9resencia de eidota y/o clorita y ausencia de un apreciable metasomatismo catiónico o lixiviación de alcalis o tierras alcalinas6 #<, 3< y 5 pueden agregarse a la roca y com4nmente se presentan también al"ita) calcita * irita. "ste tipo de alteración representa un grado ba%o de hidrólisis de los minerales de las rocas y por lo mismo su posición en 'onas alteradas tiende a ser marginal. Ar#(lica Intermedia& *mportantes cantidades de caolinita) montmorillonita) smectita o arcillas amorfas, principalmente reempla'ando a plagioclasas6 puede haber sericita acompaEando a las arcillas6 el feldespato pot$sico de las rocas puede estar fresco o también argili'ado. #ay una significativa lixiviación de 3a, a y 8g de las rocas. La alteración argílica intermedia representa un grado m$s alto de hidrólisis relativo a la alteración propilítica. +eric(tica o cuar'o,seric(tica& Ambos feldespatos plagioclasas y feldespato pot$sico! transformados a sericita * cuar'o, con cantidades menores de caolinita. ormalmente los minerales m$ficos también est$n completamente destruidos en este tipo de alteración. Ar#(lica a%an'ada& gran parte de los minerales de las rocas transformados a dic-ita) caolinita) irofilita) di.soro) alunita * cuar'o. "ste tipo de alteración representa un ataque hidrolítico extremo de las rocas en que incluso se rompen los fuertes enlaces del aluminio en los silicatos originando sulfato de Al alunita! y óxidos de Al di$sporo!. "n casos extremos la roca puede ser transformada a una masa de s(lice oquerosa residual Fvuggy silicaG en inglés!. !ot.sica& Alteración de plagioclasas y minerales m$ficos a feldespato pot$sico y/o biotita. "sta alteración corresponde a un intercambio catiónico cambio de base! con la adición de ) a las rocas. A diferencia de las anteriores este tipo de alteración no implica hidrólisis y ocurre en condiciones de p# neutro o alcalino a altas temperaturas principalmente en el rango H0I(0I3. 9or esta ra'ón, frecuentemente se refiere a la alteración pot$sica como tardimagm$tica y se presenta en la porción central o n4cleo de 'onas alteradas ligadas al empla'amiento de plutones intrusivos. 3arten @2B! definió la alteración sódico,c.lcica en las 'onas de raí' del pórfido cuprífero Jerrington evada, 75A!, la que se caracteri'a por una asociación de actinolita) al"itaoli#oclasa, andesina) eidota) ma#netita) clorita) cuar'o) escaolita. "sta alteración ocurre en la porción profunda de pórfidos cupríferos y se desarrolla en forma simult$nea con la alteración pot$sica a niveles m$s altos. "n muchos estudios los minerales que la caracteri'an la alteración sódico(c$lcica se atribuían indistintamente a una alteración propilítica Fde alta temperaturaG y/o a alteración pot$sica. Adem$s, existe la alteración tipo s-arn, la cual corresponde a la transformación de rocas carbonatadas cali'as, dolomitas! a minerales calcosilicatados en 'onas adyacentes a intrusivos. 5e caracteri'a por la presencia de #ranates /andradita * #rosularita0) 1ollastonita) eidota) diósido) idocrasa) clorita) actinolita. "n los casos que los carbonatos son magnésicos dolomitas! la asociación incluye 2 forsterita) serentina) talco) tremolita) clorita. 5;arn es un término de origen sueco para designar rocas calc$reas metamorfi'adas, pero su uso se ha generali'ado para depósitos minerales relacionados a fenómenos de metamorfismo de contacto y metasomatismo ligados a intrusiones que cortan secuencias de rocas carbonatadas. "s un tipo especial de alteración en la que la litología original es determinante en la asociación mineral
resultante. La alteración tipo #reissen caracteri'ada por la asociación& muscovita, feldespato, cuar'o, topacio y/o turmalina. 5e asocia a facies neumatolíticas de rocas graníticas y ocurre a temperaturas mayores de 0I3, generalmente en las porciones apicales o c4pulas de batolitos graníticos, donde se atribuye a la acumulación de vol$tiles provenientes del magma o por incorporación de fluidos provenientes de la deshidratación de las rocas intuidas.
