Fluidos Calientes y la Metalogénesis
Adéntrate en el fascinante mundo de los ambientes hidrotermales, donde la interacción de fluidos calientes con el entorno geológico da origen a valiosos depósitos minerales. Este documento explora los conceptos básicos de la geoquímica de procesos hidrotermales, desde el origen de los fluidos y los solutos (incluyendo metales y azufre) hasta los intrincados mecanismos de transporte y precipitación que concentran los minerales.
Circulación de fluidos en la corteza
Descubre cómo las paragénesis minerales revelan información crucial sobre los procesos geológicos que conducen a la mineralización. Aprende sobre los diferentes tipos de rocas hidrotermales formadas en zonas de circulación de fluidos en la corteza, influenciadas por factores como la temperatura y la presión. Desvela los mecanismos de precipitación como el enfriamiento, la caída de presión, la ebullición, la mezcla de fluidos y la reacción fluido-roca, y cómo estos controlan la formación de diversos tipos de depósitos minerales, desde sistemas epitermales hasta depósitos tipo pórfido y oro orogénico.
Contenido Detallado:
Introducción al Ambiente Hidrotermal
- Introducción al Ambiente Hidrotermal:
- Definición de rocas hidrotermales: Formadas por la circulación de fluidos calientes en desequilibrio con la geología local.
- Características de los fluidos hidrotermales: Rangos de temperatura (25-700°C) y presión (<3-4 kb).
- Naturaleza química de la formación de rocas hidrotermales.
- Ausencia de una clasificación formal de las rocas hidrotermales y terminología problemática.
- Similitudes con rocas metamórficas y técnicas de estudio equivalentes.
- Distribución espacial limitada de las rocas hidrotermales, ligadas a zonas de circulación de fluidos.
- Importancia de comprender los factores que controlan la situación de los depósitos minerales.
Depósitos minerales
- ¿Qué se Necesita para Formar una Roca Hidrotermal?:
- Abundancia de fluidos calientes.
- Presencia de solutos en cantidad suficiente (incluyendo S, ligandos, y metales).
- Un mecanismo motriz para la circulación de fluidos (ej: gravedad, presión, magmatismo, metamorfismo).
- Una vía de circulación focalizada y eficaz (ej: fallas, acuíferos).
- Un mecanismo de precipitación adecuado (ej: mezcla de fluidos, desmezcla, interacción fluido-roca, variación P-T).
- Una vía de escape de fluidos.
Fluidos Hidrotermales y Solutos
- Origen de los Fluidos Hidrotermales y Solutos:
- Tipos de fluidos en la corteza: Aguas juveniles, aguas superficiales (meteóricas, marinas), fluidos reciclados (magmáticos, connatos, metamórficos).
- Características de los diferentes tipos de fluidos en términos de salinidad y contenido de volátiles (CO2, CH4, N2).
- Origen de los solutos: Exsolución magmática, lavado de rocas, disolución en aguas connatas o metamórficas, lavado de evaporitas, pizarras, areniscas.
- Importancia del magmatismo como fuente de calor, fluidos, metales y azufre.
- Procesos de devolatilización metamórfica y fluidos connatos.
- Mecanismos de Transporte:
- Aspectos físicos del transporte: Gravitacional, expulsión de fluidos de cuencas, convectivo (magmático/geotérmico), magmático, tectónico/bombeo sísmico, gradiente químico.
- Importancia de zonas de debilidad o reactivas en la corteza para el desarrollo de sistemas hidrotermales.
- Permeabilidad secundaria (fracturas, disolución, brechas hidráulicas) como vías de circulación.
- Naturaleza fundamentalmente acuosa de los fluidos hidrotermales, con proporciones variables de solutos (NaCl, KCl, CO2, H2S, etc.).
- Transporte de metales como distintos complejos, principalmente clorurados y tiosulfurados.
Precipitación de Asociaciones Hidrotermales
- La Precipitación de Asociaciones Hidrotermales:
- Mecanismos de precipitación: Bajada de temperatura (enfriamiento), caída de presión (despresurización), desmezcla de fluidos (ebullición), mezcla de fluidos, reacción fluido-roca.
- Efectos del enfriamiento: Disociación de complejos clorurados, asociación de complejos tiosulfurados, acidificación, precipitación de cuarzo.
- Consecuencias geológicas del enfriamiento en la formación de mineralizaciones y paragénesis típicas.
- Efectos de la despresurización: Alcalinización, menor capacidad de formar mineralizaciones por sí misma.
- Procesos de ebullición: Separación de fases, cambios químicos importantes, partición de metales en la fase vapor.
- Mezcla de fluidos: Mecanismo efectivo influenciado por cambios de temperatura y composición, puede llevar a la precipitación de sulfuros, sulfatos, óxidos, silicatos, y carbonatos.
- Reacción con roca de caja: Puede generar paragénesis metasomáticas y precipitación por cambios en el pH y la fO2.
Fugacidad de azufre (fS2)
- Factores Geoquímicos Clave:
- Temperatura y presión como variables fundamentales.
- pH: Controlado por el equilibrio con rocas silicoalumínicas y reacciones de disociación.
- Fugacidad de oxígeno (fO2) y fugacidad de azufre (fS2): Controlan la estabilidad de los minerales y las especies fluidas.
- Contenido en solutos: Crucial para la solubilidad y transporte de metales.
- Importancia de la especiación de los metales en solución (ej: complejos de zinc y oro).
Fugacidad de oxígeno
- ¿Y Cómo lo Abordamos?:
- Importancia de estudios a diferentes escalas: meso y macroscópicos (cartografía, geología), microscópicos (paragénesis, texturas, inclusiones fluidas).
- Uso de técnicas como inclusiones fluidas, geotermometría isotópica, geoquímica elemental e isotópica, y dataciones.
- Necesidad de entender el origen del fluido, la morfología y naturaleza del sistema, las causas de enriquecimiento y precipitación.
Autor y Fecha de Publicación:
- Autor: Fernando Tornos
- Fecha de Publicación: El documento corresponde a un curso realizado en Junio de 2006.
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