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ALTERACIONES HIDROTERMALES
Roca+ Fluidos hidrotermales Alteraciones hidrotermales
FLUIDOS HIDROTERMALES
En base a resultados experimentales de estudios de agua de fuentes
termales, inclusiones fluidas y alteraciones de roca caja se podra
indicar que estas soluciones acuosas calientes y de relativa alta
presin se generan al final de la cristalizacin magmtica, contienen
principalmente cationes de slice, sodio, potasio, calcio, magnesio y los
aniones cloruro, sulfatos, bicarbonatos, bisulfuro, etc., adicionando a
estos los metales que forman lo minerales.
ALTERACIONES HIDROTERMALES
Son cambios en mineraloga y textura de las rocas cajas encajonantes
de las menas. Son reconocidas como una gua a la mena y como un
indicador del carcter de las soluciones asociados con los fluidos
mineralizantes.
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- Gua de exploracin. - Formulacin de modelo gentico de
yacimiento
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La presencia de molculas complejas cloruradas o
sulfuradas en las soluciones acuosas posibilitan que
los metales sean incorporados al lquido y
transportados con este.
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CIENAGA NORTE
Afloramiento
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Werner Giggenbach, geochemist, 1937-1997
Condensation of magmatic
vapor with HCl and SO2 generates acidic (pH ~1)
waters, causes leaching of rocks to leave residual silica: re-xstal to vuggy quartz or
silicic rock
View: rhyolite, 99.9% SiO2
ALTERATION MODEL
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TEMPERATURE-DEPENDENT ALTERATION MINERALOGY
Useful for paleo-isotherm zoning in epithermal deposits Hedenquist et al., 1996
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Reacciones de hidrlisis
La estabilidad de los feldespatos, micas y arcillas en procesos de
alteracin hidrotermal es comnmente controlada por la hidrlisis en la
cual K+, Na+, Ca2+, y otros cationes se transfieren de los minerales a la
solucin y el H+ se incorpora en las fases slidas remanentes.
Esto ha sido denominado metasomatismo de hidrgeno (Hemley and
Jones, 1964). La hidrlisis es una reaccin de descomposicin que
involucra la participacin de agua. Corresponde a la reaccin entre
minerales silicatados ya sea con agua pura o con una solucin acuosa,
en la cual los iones H+ y OH- son consumidos selectivamente.
H+ + OH- H2O
Las reacciones de hidrlisis son muy importantes en los procesos de
alteracin hidrotermal y algunos tipos de alteracin son el resultado de
distinto grado de hidrlisis de los minerales constituyentes de las rocas.
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REACCIONES GEOQUMICAS HIDROTERMALES
Roca+ Fluidos hidrotermales Alteraciones hidrotermales
Feld K Muscovita
3/2 KAlSi3O8 + H+ 1/2KAl3Si3O10(OH)2 +3SiO2 + K+
Muscovita Caolinita
KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 3/2 H2O 3/2 Al2Si2O5(OH)4 + K
+
K = a1/2musc. a3qz. aK+/a3/2Feld K.aH+
Si fases slidas y agua son puras sus activividades son 1, entonces:
K = aK+/aH+
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FRAGMENTO DE ROCA CON FELDESPATOS FUERTEMENTE
CAOLINIZADOS Y PIRITA FINA
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Ejemplo:
Alteracin hidrotermal de plagioclasa sericita arcillas cuarzo.
En trminos qumicos esto se puede representar por las reacciones
siguientes:
Andesina sericita
0.75Na2CaAl4Si8O24 + 2H+ + K+ KAl3Si3O10(OH)2 + 1.5Na
+ + 0.75Ca2+
cuarzo
+ 3SiO2
Sericita (mica potsica) caolinita
KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 1.5H2O 1.5Al2Si2O5(OH)4 + K
+
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Caolinita cuarzo
0.5Al2Si2O5(OH)4 + 3H+ SiO2 + 2.5 H2O + Al3+
Otros ejemplos de hidrlisis:
Andesita caolinita cuarzo
Na2CaAl4Si8O24 + 4H+ + 2H2O 2Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2Na+
+ Ca+2
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Sericita pirofilita cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + H+ +3SiO2 = 1.5Al2Si4O10(OH)4 + 4SiO2 + 2Na
+ +
Ca+
Albita montmorillonita+Na cuarzo
1.17NaAlSi3O8 + H+ = 0.5Na0.33Al2.33Si3.67O10(OH)2 + 1.67SiO2 + 2Na
+
H2S + 2O2 = H2SO4
Sericita alunita cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + 4H+ +2SO4
-2 = KAl3(SO4)2(OH)6 + 3SiO2
Todas estas reacciones implican un empobrecimiento de H+ en el fluido
hidrotermal, consecuentemente un aumento del pH de la solucin
hidrotermal. Este fenmeno puede neutralizar fluidos cidos y la
neutralizacin puede resultar en zonaciones de distintos minerales
hidrotermales en torno a conductos hidrotermales. Cabe destacar que
en la mayora de las reacciones de hidrlisis producen como
subproducto SiO2 y sta es la razn porque el cuarzo es omnipresente
en rocas alteradas.
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La alunita se forma a bajas temperaturas y pH cido.
Es un mineral caracterstico de sistemas epitermales de
alta sulfatacin.
La alunita se forma a bajas temperaturas y pH cido. Es un mineral caracterstico de sistemas epitermales de alta sulfatacin.
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Un
Hecho fundamental de la alteracin hidrotermal es la conversin de
un ensamble mineral inicial a un nuevo conjunto de minerales mas
estables bajo las condiciones hidrotermales de temperatura, presin y
mas importante la composicin del fluido.
En muchos depsitos de mena hidrotermales, al menos alguna
alteracin hidrotermal es contemporneo con la deposicin.
El transporte de los materiales que intervienen en la alteracin de la
roca caja puede ocurrir por infiltracin (movimiento de masa debido a
flujo de fluido a travs de la roca) o por difusin (transporte por difusin
de especies qumicas a travs de micro poros), o por combinacin de
ambos procesos.
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Factores que controlan la alteracin hidrotermal de las
rocas.
a) Temperatura y la diferencia de temperatura (t) entre la
roca y el fluido que la invade: mientras ms caliente el fluido
mayor ser el efecto sobre la mineraloga original.
b) Composicin del fluido; sobre todo el pH del fluido
hidrotermal: mientras ms bajo el pH (fluido ms cido)
mayor ser el efecto sobre los minerales originales.
c) Permeabilidad de la roca: Una roca compacta y sin
permeabilidad no podr ser invadida por fluidos
hidrotermales para causar efectos de alteracin. Sin
embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento
hidrulico de las rocas o disolucin de minerales generando
permeabilidad secundaria en ellas.
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d) Duracin de la interaccin agua/roca y variaciones de la
razn agua/roca. Mientras mayor volumen de aguas
calientes circulen por las rocas y por mayor tiempo, las
modificaciones mineralgicas sern ms completas.
e) Composicin de la roca: la proporcin de minerales: es
relevante para grados menos intensos de alteracin, dado
que los distintos minerales tienen distinta susceptibilidad a
ser alterados, pero en alteraciones intensas la mineraloga
resultante es esencialmente independiente del tipo de roca
original.
f) Presin: ste es un efecto indirecto, pero controla
procesos secundarios como la profundidad de ebullicin de
fluidos, fracturamiento hidrulico (generacin de brechas
hidrotermales) y erupcin o explosiones hidrotermales.
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Los dos factores iniciales temperatura y composicin del fluido
hidrotermal son lejos los ms importantes para la mineraloga
hidrotermal resultante de un proceso de alteracin.
Esto es relevante porque las asociaciones de minerales
hidrotermales nos dan indicios de las condiciones en que se
formaron depsitos minerales de origen hidrotermal. La intensidad
de la alteracin corresponde a un trmino objetivo que se refiere a
la extensin en que una roca ha sido alterada mientras que el
grado de alteracin es un trmino subjetivo que requiere una
interpretacin basada en la mineraloga de alteracin. Sin embargo,
se han propuesto los trminos pervasividad para indicar la
intensidad de la alteracin y extensividad para indicar la
distribucin espacial de la alteracin hidrotermal.
Estos ltimos trminos fueron propuestos para cuantificar
porcentualmente la intensidad y extensin de alteracin
hidrotermal.
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Cambios mineralgicos y qumicos por fluidos hidrotermales
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TIPOS DE ALTERACIN HIDROTERMAL
Propiltica
Presencia de epidota/clorita
Arglica intermedia
Presencia de caolinita, montmorillonita o arcillas amorfas reemplazando
las plagioclasas
Arglica avanzada
Feldespatos transformados en dickita, caolinita, pirofilita, dispora,
alunita, o otras fases ricas en aluminio.
Serictica
Feldespatos potsicos y plagioclasas transformadas en sericita y
caolinita en menor proporcin.
Potsica
Feldespatos potsicos y/o biotita formados como una alteracin de
plagioclasas o minerales mficos.
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La infiltracin es probablemente dominante si evidencias geolgicas
muestran que el material es movido grandes distancias,
predominantemente en una direccin y si las soluciones slidas mineral
en cada zona de alteracin tiende a tener una composicin constante
que cambia abruptamente entre zonas (Hofman, 1972). Por otro lado, la
difusin es probablemente el mayor proceso si el material es desplazado
en dos direcciones; o si la solucin slida de los minerales cambia
regularmente en cada zona sin cambios abruptos entre zonas.
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Distribucin vertical de alteracin y mineralizacin en prfido de cobre
