Alteración Hidrotermal

 

Alteraciones hidrotermales

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y

GEOGRÁFICA.

Tema: Alteración hidrotermal Curso: Mineralogía Profesora: Ing. Maritza Cantorin Vílchez Integrantes: Verastegui Inga, Juan Código: 14160110

Ingeniería Geológica

Página 1

 

Alteraciones hidrotermales

Índice Alteración hidrotermal……………………………………………………………………………………………………………………3  Factores que controlan a la alteración hidrotermal de las rocas…………………………………………………….4  Tipos de alteraciones hidrotermales……………………………………………………………………………………………….5  Reacciones común de alteración alteración……………………………………………………………………………………………………9  Manifestación Física, factores controladores y cambios……………………………………………………………….12  Principales tipos de alteraciones y manifestación mineral…………………………………………………………...14  Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………………………………15 

Ingeniería Geológica

Página 2

 

Alteraciones hidrotermales

Alteración hidrotermal La alteración hidrotermal o metamorfismo hidrotermal, son los cambios en la mineralogía y textura de las rocas encajonantes que estas cercanas a las estructuras mineralizadas. La alteración sirve como guía del mineral y para indicar el carácter de las soluciones asociadas (como el pH). Es la conversión de un ensamble de minerales primarios a otra as estable, apropiado a la condiciones de temperatura, presión y composición de los fluidos hidrotermales. La alteración hidrotermal puede ocurrir antes, durante o después de la depositacion de los minerales metálicos.

Ingeniería Geológica

Página 3

 

Alteraciones hidrotermales

Factores que controlan a la alteración hidrotermal de las rocas. a) Temperatura y la diferencia de temperatura (∆tº) entre la roca y el fluido que la invade: invade: mientras más caliente el fluido mayor será el efecto sobre la mineralogía original. b) Composición del fluido; sobre todo el pH del fluido hidrotermal: mientras hidrotermal:  mientras más bajo el pH (fluido más ácido) mayor será el efecto sobre los minerales mi nerales originales. c) Permeabilidad de la roca: Una roca: Una roca compacta y sin permeabilidad no podrá ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteración. Sin embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidráulico rocas o disolución de d e minerales generando permeabilidad secundariade enlas ellas. d) Duración de la interacción agua/roca y variaciones de la razón agua/roca. Mientras agua/roca.  Mientras mayor volumen de aguas calientes circulen por las rocas y por mayor tiempo, las modificaciones mod ificaciones mineralógicas serán más completas. e) Composición de la roca; la proporción pro porción de minerales: es 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 tip o de roca original.  f) Presión: este Presión: este es un efecto indirecto, pero controla procesos secundarios como la profundidad de ebullición de fluidos, fracturamiento hidráulico (generación de brechas hidrotermales) y erupción o explosiones hidrotermales. Los dos factores iniciales temperatura y composición del  fluido hidrotermal son lejos los más importantes para la mineralogía hidrotermal resultante de un proceso de alteración.

Ingeniería Geológica

Página 4

 

Alteraciones hidrotermales

Tipos de alteraciones hidrotermales: Potásica (metasomatismo de K+, hidrólisis):  Ocurre entre 700 y 1500 °C de temperatura, como resultado de un metasomatismo en rocas aluminosilicatadas. A veces están acompañados depotásico una lixiviación de calcio y sodio. Presenta un ensamble característico ortosa-biotita-cuarzo u ortosa-clorita y a veces ortosabiotita-clorita. Como accesorios ocurren sericita, anhidrita, apatito, albita, rutilo, hematita, turmalina y carbonatos. El ensamble ortosa-biotita-cuarzo ocurre en las rocas graníticas donde la ortosa reemplaza a las plagioclasas. El ensamble ortosa-biotita-clorita ocurre en rocas andesiticas y dioriticas, la biotita generalmente generalmente reemplaza reemplaza a la hornblenda. Esta alteración está relacionada a los depósitos de cobre.

 Albitizacion: Ocurre entre 300 y 150 °C de temperatura, como resultado del metasomatismo sódico en rocas graníticas o alcalinas. El sodio sod io proviene de la descomposición de las plagioclasas cálcica. Se encuentran asociados principalmente a la epidota y comúnmente están acompañados de óxidos de hierro. Los sulfuros no son abundantes en este tipo de alteración.  

Silificacion (adición de sílice, lixiviación de álcalis, lixiviación de Al): Es la alteración más común en las rocas encajonantes. Ocurre entre 600 y 100 °C de temperatura. Es el desarrollo de un metasomatismo de cuarzo y lixiviación de cationes alcalinos y alúmina. Se forma en cualquier tipo de roca de manera extensiva. Se conocen tres tipos:   -Cherts que ocurren a expensas de lutitas y areniscas de grano fino. - Las cuarcitas secundarias que ocurren durante la silificacion de rocas ígneas intermedias y félsicas. Los minerales acompañantes son sericita, alunita, diáspora, caolinita, andalusita y pirofilita; y accesoriamente ocurren rutilo, turmalina, dumortierita, pirita, calcopirita, molibdenita y hematita.

Ingeniería Geológica

Página 5

 

Alteraciones hidrotermales -Los jasperoides que son rocas carbonatadas y silifi silificadas cadas constituidas casi enteramente por cuarzo y calcedonia de grano fino. Esta alteración ocurre en depósitos de Mo, Cu, Pb-Zn, Sb, Ag-Au, Ag-Au, Cu-As y Al.

Sericitizacion: Ocurre entre entre 500 y 100 °C de temperatura; temperatura; es la lixiviación de Na, Ca Ca y Mg y el desarrollo de un metasomatismo potásico. El potasio es introducido o derivado del  feldespato contenido contenido en en las rocas. Esta Esta alteración ocurre en rocas rocas de composición composición acida a intermedia reemplazando feldespatos (especialmente plagioclasas) y biotita. Este reemplazamiento da lugar a la formación de la sericita en hojuelas  finas o variedades variedades fibrosas de mica mica incolora. incolora. La sericita sericita se encuentra encuentra formando formando venillas, agregados densos o en forma dispersa. Su asociación característica es cuarzo-sericita-pirita. Como minerales accesorios ocurren en la clorita, illita, biotita secundaria, apatito, turmalina, rutilo y leucoxeno; raramente pirofilita, carbonatos y anhidrita. Al ensamble sericita-pirita se le denomina también berezita o filica. Ocurren en depósitos de Mo-Cu , Pb-Ag-Au y Fe-Cu-Zn-Pb.

 Argilizacion (hidrólisis, lixiviación de álcalis álcalis y tierras alcalinas, k, na, ca, mg):  Ocurre entre 400 y 100 °C de temperatura; se caracteriza caracteriza por la formación formación de minerales arcillosos productos de la alteración de feldespatos f eldespatos y minerales maficos. Esto ocurre bajo condiciones acidas y por lixiviación de todos los cationes alcalinos extensiva y completamente, también ocurre una lixiviación de calcio. Forman un ensamble característico caolinitamontmorillonita de apariencia blancuzca y pulverulenta. p ulverulenta. La caolinita es predominante cerca del cuerpo mineralizado y la montmorillonita montmorillo nita lejos. Accesoriamente ocurren pirita y clorita. Ocurre en depósitos de S, S, Fe,Hg,Ag-Au,U,Hg-Sb y Pb-Zn-Sb. También se conoce una alteración argilica avanzada que se forman en condiciones de extrema acidez, está representada por el ensamble caolinita-dickita y también pirofilita. pirof ilita. Están acompañados por diáspora y andalusita, raramente por corindón.

Propilitizacion (hidrólisis, hidratación, carbonatación): Ocurre entre 400 y 100 °C de temperatura; se caracteriza por el desarrollo de nuevos minerales de calcio y magnesio en rocas maficas a intermedias. Esta alteración es similar a las facies metamórficas de los esquistos verdes. Se caracteriza por presentar una amplia zona de alteración de apariencia verdosa. Ocurre a relativamente bajas temperaturas y principalmente en rocas efusivas Ingeniería Geológica

Página 6

 

Alteraciones hidrotermales maficas. Presentan un ensamble característico clorita-pirita-epidota-pirita. La biotita y hornblenda son parcial o totalmente alterados a clorita y carbonatos. También se reporta la presencia de sericita en cantidades variables, como producto del reemplazamiento de las plagioclasas. Se le encuentra en los depósitos de Pb-Zn-Cu,Pb-Ag,Hg-Sb Pb-Zn-Cu,Pb-Ag,Hg-Sb y Mo. 

Caolinización: Es un subtipo de la argilizacion. Está constituida por el ensamble caolinita. Dickitanacrita. Las grandes masas de caolín ocurren durante los procesos supergenos en la zona de oxidación de los depósitos sulfurados, se presentan acompañados de alunita, jarosita, halloyita, etc. Ocurre en los depósitos de Cu,Pb,Zn-Sb,Hg y  fluorita.

Cloritizacion: Se presenta como cuarzo-clorita, cuarzo-clorita-sericita, cuarzo-clorita-biotita, cuarzo-clorita-turmalina y cuarzo-clorita-carbonatos. Las cloritas reemplazan a los minerales ferromagnesianos y en menor grado a la plagioclasas de las rocas ígneas, gneis, esquistos, pizarras, lutitas y areniscas. Esta alteración generalmente acompañada de otras alteraciones como sericitizacion, silificacion, turmalizacion y propilitizacion. Se les encuentra en los depósitos de sulfuroscasiterita y Cu-Fe asociados con cloritas de hierro, de oro con cloritas de Mg-Fe (ripidolita), (ripidol ita), algunos depósitos de Pb,Pb-Zn, Cu-Zn con cloritas de manganeso( climmerita y kotschubeita).

Zeolitizacion: Ocurre en las zonas alcalinas entre 200 y 50 °C de temperatura. El mineral característico característi co es una zeolita con con contenidos intermedios a bajos sílices, denominada laumonita. Asociada a la laumonita ocurre cuarzo, sericita, clorita y albita. Como minerales minerales accesorios se presentan el feldespato potásico, pirita, anhidrita m dolomita, ankerita y más raramente calcita y wairakita, etc. Se les encuentra encuen tra en los depósitos de Pb-Zn-Cu-Ag Pb-Zn-Cu-Ag y en las aguas termales.

 Alunitizacion: Ocurre entre 250 y 50°C de temperatura y se le encuentra en dos ensambles principalmente alunita-ópalo y alunita – cuarzo. cuarzo. El ensamble alunita- ópalo ocurre en ambientes ácidos ácidos asociados a las series sulfatadas. Sus minerales principales son alunita y ópalo, acompañado por halloysita, gibbsita, yeso y pirita. Se le encuentra en los depósitos de AuAg. El segundo ensamble de alunita-cuarzo ocurre en ambientes ácidos asociados a series silicatadas. Sus principales minerales son alunita y Ingeniería Geológica

Página 7

 

Alteraciones hidrotermales cuarzo, acompañados por caolinita, boehmita y pirita; subordinadamente por dickita, pirofilita, yeso y anhidrita. Se le encuentra en los depósitos de Zn-Cu-Pb.

Listvenitizacion: Ocurre en serpentinas de las rocas maficas y ultramaficas, tufos, tuf os, lutitas calcáreas, areniscas, areniscas, conglomerados y calizas. Se forman por p or acción de las soluciones hidrotermales carbonatadas conteniendo H2S, que remueven los álcalis de las rocas reemplazadas generando carbonatos de Mg-Fe, Mg -Fe, sericita y ankerita-sericita. Se les encuentra en los depósitos de Au, Au-As, Au -As, Zn-Pb-Cu-Ag, Co-Ni-Bi-Ag-U, U, F y Hg-Sb.

Dolomitizacion (adición de CO3): Es la alteración de las rocas carbonatadas. Esta alteración genera dolomías compactas hasta con 21,9 21,9 % calizas manchadas con dolomitas y calizas puras con granos de dolomita diseminada. d iseminada. Difícilmente se diferencian de las dolomías sedimentarias primarias, reconociéndolas por la falta de distribución regional, falta de confinamiento estratigráfico y  forma irregular causada por la intersección de fisuras y capas. capas. Se le encuentra en los depósitos de Pb, Pb-Zn, Fe y Hg. También se conocen otros tipos de d e alteración caracterizados por una composición mono mineralógica. Así tenemos la serpentinizacion y talcosizacion en rocas ultramaficas. Turmalizacion, biotizacion, adularizacion, epidotizacion y piritizacion en rocas de composición composi ción variable. Finalmente hematitizacion en depósitos de uranio hidrotermal. Estas diferentes alteraciones, además de las anteriores, presentan una asociación estrecha con la mineralización metálica.

Ingeniería Geológica

Página 8

 

Alteraciones hidrotermales

Reacciones comunes de alteración 1. Hidrólisis (Metasomatismo de H+)

Alteración de plagioclasa

sericita arcillas

Andesina

cuarzo

sericita + cuarzo

0.75 Na2CaAl4Si8O24 + 2H+ + K+ = KAl3Si3O10 (OH)2 + 1.5 Na+ + 0.75 Ca2+ + 3SiO2  Sericita (mica potásica)

caolinita

KAl3Si3O10 (OH)2 + H+ + 1.5 H 2O = 1.5 Al2Si2O5 (OH)4 + K+  Caolinita

Cuarzo

0.5 Al2Si2O5 (OH)4 + 3H+ = SiO2 + 2.5 H2O + Al3+  Otros ejemplos de hidrólisis: Andesina

caolinita + cuarzo

Na2CaAl4Si8O24 + 4H+ + 2H2O = 2 Al2Si2O5 (OH)4 + 4SiO2  + 2Na+ + Ca2+  Sericita

pirofilita + cuarzo

KAl3Si3O10 (OH)2 + H+ + 3SiO2 = 1.5 Al2Si4O10 (OH)4 +  4SiO2 + 2Na+ + Ca+  Albita Ingeniería Geológica

montmorillonita-Na +cuarzo Página 9

 

Alteraciones hidrotermales 1.17 NaAlSi3O8 + H+ = 0.5 Na0.33Al2.33Si3.67O10 (OH)2 + 1.67SiO2 + Na+  Montmorillonita

caolinita +cuarzo +

0.33Al2.33Si3.67O10 (OH)2 + Na +

3 Na  

Sericita

H  + 3.5 H2O = 3.5 Al2Si2O5 (OH)4 + 4SiO2 +

alunita + cuarzo

KAl3Si3O10 (OH)2 + 4H+ + 2SO2- = KAl3 (SO4)2(OH)6 + 3SiO2  Pueden aumentar o disminuir el pH de la solución (puede causar la precipitación) Bajo ciertas circunstancias puede haber buffer de pH Estas reacciones controlan la actividad de H+, K+, Ca+, Mg2+, etc.

2. Hidratación (+H2O)

Ej. Muscovita Olivino

caolinita antigorita

2Mg2SiO4 + 2H2O + 2H+ = Mg3Si2O5  (OH)4 + Mg2+  Hematita

limonita

Fe2O3 + 3H2O = 2Fe (OH)3 

Ingeniería Geológica

Página 10

 

Alteraciones hidrotermales

3.- Metasomatismo de álcalis o tierras alcalinas

(Cambio de base) Calcita

dolomita

2CaCO3 + Mg2+ = CaMg (CO3)2 + Ca2+  Ortoclasa

clorita

KAlSi3O8 + 6.5Mg2+ + 10 H2O = Mg6.5 (Si3Al) O10 (OH)8 + K+ + 12H+  Ortoclasa

albita

KAlSi3O8 + Na+ = NaAlSi3O8 + K+  4.- Silicificación

Calcita

cuarzo

2CaCO3 + SiO2 + 4H+ = 2Ca2+ + 2CO2 + SiO2 + 2H2O 5. Redox

Involucra componentes con estados de oxidación variables Magnetita

hematita

4Fe3O4 + O2 = 6Fe2O3 (martitización) Annita Ingeniería Geológica

ortoclasa + magnetita Página 11

 

Alteraciones hidrotermales 2KFe3AlSi3O10 (OH)2 + 2 O2 = 2KAlSi3O8 + 2Fe3O4 + 2H2O 6. Sulfuración

2S2 + Fe2O3 = 2FeS2 + 1.5O2

Manifestación Física •Halos de alteración/envolventes o zonas de alteración  alteración  •Alteración pervasiva  pervasiva  •Alteración selectiva  selectiva  •Obvia o críptica Puede ser local o extensa (mm a km) Morenci, pórfido Cu: depósito = 2 km 2, alteración = 72 km 2 

Factores controladores: •Temperatura y Dtº entre roca y fluido invasor  invasor  •Composición del fluido (pH)  (pH)  •Razón agua/roca y duración de la interacción agua –  roca  roca •Permeabilidad   •Permeabilidad •Composición de la roca (química del protolito)  protolito)  •Presión; factor indirecto que controla procesos secundarios  secundarios  - profundidad de ebullición - fracturamiento hidráulico - erupción hidrotermal

Cambios - Químicos (roca y fluido) - Densidad (+ o -) - Porosidad (+ o -) Ingeniería Geológica

Página 12

 

Alteraciones hidrotermales - Permeabilidad (+ o -) - Susceptibilidad magnética (usualmente -, pero +) - Resistividad (-, pero sulfuros +)--Resultado +)--Resultado final solo roca alterada, porque el  fluido es removido removido del sistema, sistema, excepto por inclusiones inclusiones fluidas.

Ingeniería Geológica

Página 13

 

Alteraciones hidrotermales

Principales tipos de alteraciones y manifestación mineral

Ingeniería Geológica

Página 14

 

Alteraciones hidrotermales

Bibliografía   http://www.cec.uchile.cl/~vmaksaev/ALTERACION.pdf   http://www.cec.uchile.cl/~vmaksaev/TransparenciasAH.pdf   Geología de los depósitos minerale minerales s Metálicos, Jorge Valera

  

Ingeniería Geológica

Página 15

 

Alteraciones hidrotermales

Ingeniería Geológica

Página 16