Alteración hidrotermal
La Metamorfosis Química de las Rocas por Fluidos Calientes
Sumérgete en el fascinante mundo de la alteración hidrotermal, el proceso crucial donde fluidos calientes interactúan dinámicamente con las rocas de la corteza terrestre. Descubre cómo este intercambio de componentes entre minerales y fluidos transforma la mineralogía, textura y química original de las rocas, dando origen a nuevas asociaciones minerales más estables bajo estas condiciones hidrotermales.
Depósitos minerales
Explora los factores clave que controlan la intensidad y el tipo de alteración, desde la temperatura y la composición del fluido (especialmente el pH) hasta la composición de la roca inicial, la razón agua/roca, la duración de la interacción y la permeabilidad. Aprende cómo la hidrólisis y el metasomatismo juegan roles fundamentales en la lixiviación y depositación de minerales, marcando el camino hacia la formación de valiosos depósitos minerales.
Tipos de alteración hidrotermal
Este artículo te guiará a través de los diversos tipos de alteración hidrotermal, incluyendo la potásica, fílica o cuarzo-sericítica, propilítica, sódico-cálcica, argílica intermedia y avanzada, tipo skarn (calco-silicatada), tipo greisen, carbonatación, silicificación y hematitización. Comprende cómo cada tipo se caracteriza por asociaciones minerales específicas y las condiciones físico-químicas que las originan.
Zonas de alteración hidrotermal
Descubre la estrecha relación entre las reacciones químicas de la alteración y la depositación de metales, comprendiendo por qué las zonas de alteración se convierten en guías cruciales para la exploración de depósitos minerales. La naturaleza de la alteración revela valiosos antecedentes de las características del fluido asociado con la formación de estos cuerpos mineralizados. ¡Prepárate para desvelar los secretos que las rocas alteradas guardan sobre la historia de los fluidos hidrotermales y la génesis de los yacimientos!
Contenido Detallado:
¿Qué es la Alteración Hidrotermal?
- Involucra el intercambio de componentes entre los minerales de las rocas y un fluido hidrotermal.
- Resulta en una nueva asociación mineral distinta de la original.
- Refleja la composición de la roca y la cantidad de fluido que la ha atravesado.
- Se define como los cambios mineralógicos, texturales y químicos de una roca producidos por la presencia o circulación de soluciones hidrotermales.
- Implica un sistema abierto de interacción agua – roca.
- Ocurre en condiciones de desequilibrio químico.
- Puede implicar la adición o remoción de componentes químicos.
- Produce un conjunto de minerales más estables en las condiciones físico-químicas hidrotermales.
- Puede involucrar el crecimiento de nuevos cristales.
- También puede implicar la disolución y precipitación de nuevos minerales.
- Incluye procesos de lixiviación y depositación.
- Puede darse por transformación de fases minerales.
- O por reemplazo o metasomatismo.
Factores que Controlan la Alteración Hidrotermal
- Temperatura: A mayor temperatura del fluido y mayor diferencia de temperatura entre la roca y el fluido, mayor será el efecto.
- Composición del fluido: El pH es particularmente importante; fluidos más ácidos (pH bajo) tienen un mayor efecto (hidrólisis). Estos dos factores (temperatura y pH) son los más importantes en definir el tipo de alteración.
- Composición de la roca: Diferentes minerales tienen diferente susceptibilidad a ser alterados (ejemplos de susceptibilidad: olivino > magnetita > hiperstena > hornblenda > biotita = plagioclasa). Sin embargo, en alteraciones intensas, la asociación mineralógica resultante es esencialmente independiente de la mineralogía original de la roca. Las rocas calcáreas (calizas) son una excepción, alterándose a minerales calco-silicatados (skarn) donde el protolito es determinante. El vidrio volcánico es muy reactivo. El cuarzo es resistente a la alteración hasta los 300°C.
- Razón agua/roca y duración de la interacción: Mayor circulación de agua caliente y mayor tiempo de interacción resultan en modificaciones mineralógicas más completas (equilibrio).
- Permeabilidad: La roca debe ser permeable para que los fluidos hidrotermales causen alteración. Los fluidos pueden generar fracturamiento hidráulico en rocas frágiles, creando permeabilidad secundaria.
- Presión: Tiene un efecto indirecto, controlando procesos como la profundidad de ebullición, fracturamiento hidráulico y erupciones hidrotermales.
Tipos de Alteración Hidrotermal y sus Minerales Característicos
- Alteración Potásica (K-silicatada):
- Formación de feldespato potásico y/o biotita nuevos.
- Normalmente acompañados con cuarzo y menores cantidades de sericita y clorita.
- Puede incluir magnetita, hematita y anhidrita.
- Asociada a altas temperaturas (350°-550°, hasta ~800°C) y pH neutro o alcalino.
- Relacionada a núcleos de cuerpos intrusivos y pórfidos cupríferos.
- Implica metasomatismo de K+ (cambio de bases), sin afectar el pH del fluido.
- Alteración Fílica o Cuarzo-Sericítica:
- Formación de sericita (mica blanca de grano fino) y cuarzo por hidrólisis de feldespatos.
- Comúnmente con clorita y pirita. Puede incluir caolinita y turmalina.
- Destructora de feldespatos, con lixiviación de tierras alcalinas (Ca, Mg).
- Ocurre en pH 4 a 6 y temperaturas generalmente sobre 200°-250°C.
- Se encuentra en pórfidos cupríferos, depósitos mesotermales de metales preciosos y depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos.
- Alteración Propilítica:
- Caracterizada por clorita, epidota, albita, calcita, montmorillonita, clinozoisita, zoisita.
- Es la forma más extendida de alteración.
- Se asemeja a asociaciones minerales de metamorfismo regional de facies de esquistos verdes (bajo grado).
- Ocurre a temperaturas bajas a intermedias (200-350ºC) y bajas razones de agua/roca.
- Tiene tendencia a ser isoquímica en respuesta a metasomatismo de H+.
- Se presenta en zonas marginales de pórfidos cupríferos y en depósitos epitermales de metales preciosos.
- Involucra hidrólisis, hidratación y carbonatación; se forma en pH neutro a alcalino.
- Suele ser un halo gradacional y distal de alteración potásica y/o cuarzo-sericítica.
Alteración Sódico-Cálcica
- Alteración Sódico-Cálcica:
- Formación de albita, epidota y actinolita nuevas.
- Normalmente con magnetita y menores cantidades de escapolita y clorita.
- De alta temperatura (>300°C), similar a la potásica.
- Feldespatos secundarios generalmente estables en pH neutro o alcalino.
- Se encuentra en depósitos de óxidos de Fe-Cu-Au y en porciones profundas de pórfidos cupríferos.
- Se interpreta como una alteración temprana y profunda durante etapas tardías de cristalización de un magma.
- Alteración Argílica Intermedia:
- Formación de minerales de arcilla de los grupos caolinita y smectita (principalmente montmorillonita) a partir de las plagioclasas. Puede incluir muscovita y calcita ± cuarzo.
- Se forma típicamente a <300°C (caolinita <150°-200°C, dickita intermedia, pirofilita >300°C) por metasomatismo de H+ y se presenta en los márgenes de pórfidos cupríferos.
- Involucra hidrólisis, lixiviación de álcalis y tierras alcalinas (K, Na, Ca, Mg); pH entre 4 y 5.
- Alteración Argílica Avanzada:
- Forma extrema de lixiviación de bases (hidrólisis) en fluidos muy ácidos y con altas razones de agua/roca.
- Caracterizada por caolinita, pirofilita o dickita (según tº) y alunita, junto con cuarzo, topacio y turmalina. Puede incluir diásporo.
- Asociada a depósitos epitermales de metales preciosos formados cerca de la superficie con fluidos hirvientes y condensación de volátiles.
- Ocurre en un amplio rango de temperatura pero a pH entre 1 y 3.5.
Alteración tipo Skarn (Calco-silicatada)
- Alteración tipo Skarn (Calco-silicatada):
- Se desarrolla en rocas carbonatadas en contacto con intrusivos.
- Generalmente de alta temperatura (metamorfismo de contacto) con etapas de metasomatismo a temperaturas menores.
- Transformación de carbonato de calcio o magnesio en silicatos de Ca y Mg.
- Asociada a depósitos tipo skarn de varios metales.
- Ocurre en pH neutro a alcalino.
- Minerales típicos: granates (andradita y grosularita), wollastonita, epidota, diópsido, idocrasa, clorita, actinolita (en calizas); fosterita, serpentinita, talco, tremolita, clorita (en dolomitas).
- Presenta etapas de progrado (minerales anhidros) y retrogrado (minerales hidratados).
- Alteración tipo Greisen:
- Específica a zonas de cúpula de granitos muy diferenciados (tipo S) con mineralización de Sn y W.
- Típicamente incluye cuarzo, muscovita y topacio, con menores cantidades de turmalina y fluorita.
- Generalmente adyacente a vetas de cuarzo-casiterita-wolframita.
- Ocurre principalmente asociado a fases pneumatolíticas en rocas graníticas, a temperaturas >250°C.
- Carbonatación:
- Formación de minerales carbonatados (calcita, dolomita, magnesita, siderita, etc.) por fluidos con altas presiones parciales de CO2 y pH neutro a alcalino.
- Se forma por reacción entre un fluido de baja salinidad y rico en CO2 con las rocas.
- Puede incluir sericita y/o albita.
- Los carbonatos ocurren en un amplio rango de temperatura y pH.
- Se observa zonación de carbonatos en función del incremento de pH.
Silicificación
- Silicificación:
- Formación de nuevo cuarzo, calcedonia y sílice amorfa en una roca.
- Por metasomatismo catiónico donde Si4+ se agrega a la roca.
- Común en partes altas de depósitos epitermales.
- Hematitización:
- Formación de minerales con altas razones Fe3+/Fe2+, particularmente hematita.
- Asociada a fluidos oxidantes.
- Puede incluir feldespato potásico, sericita, clorita y epidota.
- Se presenta en depósitos de óxidos de Fe-(Cu-Au) ligados a intrusivos y depósitos de Cu-Co hospedados en rocas sedimentarias.
- Relacionada a procesos redox con fluidos salinos y oxidantes en contacto con rocas reductoras.
Minerales de Alteración Comunes:
- Cuarzo (SiO2)
- Caolinita (Al2Si2O5(OH)4)
- Pirofilita (Al2Si4O10(OH)2)
- Feldespato-K (KAlSi3O8)
- Muscovita (KAl3Si3O10(OH)2)
- Diásporo (AlOOH)
- Sericita (mica blanca de grano fino, principalmente muscovita, paragonita y/o illita)
- Clorita
- Epidota
- Albita
- Calcita
- Montmorillonita
- Actinolita
- Alunita (KAl3(SO4)2(OH)6)
Importancia para la Exploración Minera:
- Las zonas de alteración corresponden a lugares por donde circularon fluidos hidrotermales.
- Pueden representar guías útiles para la exploración de muchos tipos de depósitos minerales.
- La naturaleza de la alteración provee antecedentes de las características del fluido asociado con la formación de cuerpos mineralizados.
- Normalmente hay una estrecha relación entre las reacciones químicas involucradas en la alteración y las responsables de la depositación de metales.
- Las asociaciones de minerales de alteración nos dan una idea de las condiciones de formación de los depósitos.
Autor y Fecha de Publicación:
- Profesor: Dr. Victor Maksaev
- Semestre de Primavera: 2007
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