Fluidos Hidrotermales: Tipos, Composición, Transporte y Precipitación – La Clave para Entender la Formación de Depósitos Minerales
Orígenes y Variedad de Fluidos Hidrotermales Descubre los tres grandes grupos de fluidos que modelan la corteza terrestre y dan origen a valiosos depósitos hidrotermales: fluidos magmáticos, fluidos hidrotermales (en sí mismos) y fluidos superficiales. Sumérgete en la diversidad de las aguas naturales involucradas, desde las de baja salinidad como las meteóricas hasta las altamente salinas salmueras magmáticas. Explora cómo la salinidad se convierte en un factor esencial para distinguir estos fluidos, y cómo su acidez y estado de oxidación evolucionan a través de la interacción con las rocas.
Transporte y Precipitación de Metales Preciosos
Viaje Geoquímico: Transporte y Precipitación de Metales Preciosos Acompáñanos en el fascinante viaje de los fluidos hidrotermales, desde sus fuentes (magmáticas, rocas encajonantes, agua marina) hasta los mecanismos que controlan su movimiento a través de la corteza terrestre: anomalías térmicas, adelgazamiento cortical y movimiento gravitacional. Desentraña los secretos de la permeabilidad y la canalización a través de fracturas, y descubre cómo los metales, transportados mediante complejos químicos clorurados y bisulfurados, se concentran para formar yacimientos minerales bajo condiciones específicas de temperatura, presión, pH y estado de oxidación.
Fluidos Hidrotermales
Descifrando el Legado de los Fluidos Hidrotermales A través del estudio de inclusiones fluidas, los científicos pueden reconstruir las condiciones de formación de paleofluidos hidrotermales y comprender la génesis de importantes depósitos metalogenéticos. Este conocimiento es crucial para la exploración minera y la comprensión de los procesos geológicos fundamentales que dan forma a nuestro planeta.
Contenido Detallado:
Depósitos hidrotermales
1. Introducción
- Tres grupos principales de fluidos en la formación de depósitos hidrotermales:
- Fluidos magmáticos
- Fluidos hidrotermales
- Fluidos superficiales
- Enfoque en los fluidos hidrotermales y discusión de:
- Tipos
- Fuentes de sus constituyentes
- Transporte del fluido
- Mecanismos de transporte y deposición de sus constituyentes
Tipos de Fluidos Hidrotermales
2. Tipos de Fluidos Hidrotermales. Salinidad
- Diversos orígenes y salinidades de las aguas naturales en fluidos hidrotermales.
- Tipos principales de aguas y sus salinidades (Figura 2.1):
- Aguas meteóricas: Baja salinidad
- Aguas marinas: Salinidad moderada
- Fluidos meteóricos (y marinos) evolucionados: Salinidad moderada (hasta 30% eq. NaCl)
- Aguas fósiles («connate waters»): Salinidad moderada a alta
- Fluidos metamórficos: Relativamente ricos en CO2 y salinidad baja (hasta 5-10 % eq NaCl)
- Fluidos hidrotermales-magmáticos («aguas juveniles»): Salinidad moderada (~ 10% eq NaCl) después de separación de fases
- «Vapor»: Baja salinidad (menos de ~10% NaCl eq)
- «Brine»: Salinidad muy elevada (hasta 60 % eq NaCl o más)
- La salinidad como factor esencial de distinción.
- Fluidos magmáticos pueden ser muy salinos si hay separación de fases.
- Fluidos meteóricos y metamórficos son típicamente poco salinos.
- Otros fluidos pueden contener altas concentraciones de iones Cl-.
- Muchos fluidos hidrotermales son mezclas de diversos tipos.
Acidez y Estado de Oxidación
3. Acidez y Estado de Oxidación
- Fluidos hidrotermales de origen magmático a menudo son ácidos y oxidantes.
- La interacción agua-roca tiende a neutralizar la acidez.
- La interacción con rocas que contienen Fe2+ o carbono orgánico genera fluidos ligeramente reducidos.
- Fluidos salinos («basinal brines») tienden a ser ácidos por interacción con las rocas.
Importancia Metalogenética
4. Importancia Metalogenética y Composiciones Típicas
- Los fluidos salinos son los más importantes desde el punto de vista metalogenético:
- Fluidos hidrotermales magmáticos (magmato-hidrotermales)
- Fluidos marinos
- Fluidos meteóricos «evolucionados»
- Fluidos metamórficos (en menor medida)
- Estudio de paleofluidos hidrotermales mediante inclusiones fluidas (Fig. 2.2).
- Composiciones típicas de fluidos hidrotermales antiguos y modernos (Tabla 1).
- Fluidos modernos (campos geotermales, «oil field») ricos en NaCl.
- Fluidos antiguos («basinal brines», pórfido cuprífero) con salinidad moderada a alta.
- Se requiere al menos ≥10 ppm de metales para formar un yacimiento, pero se han identificado concentraciones mucho mayores en pórfidos cupríferos.
Fluidos Hidrotermales y Grandes Tipos de Yacimientos
5. Tipos de Fluidos Hidrotermales y Grandes Tipos de Yacimientos
- Relación entre tipos de yacimientos y las fuentes de los fluidos hidrotermales (Figs. 2.3a-d).
6. Fuentes de los Constituyentes
- Del agua: Diversos orígenes (meteóricos, fósiles, evolucionados en cuencas, metamórficos, magmáticos).
- Evidencia empírica de observaciones de terreno (ejemplos de yacimientos asociados a plutones, «basinal brines», aguas metamórficas).
- Datos de isótopos de oxígeno e hidrógeno sustentan la participación de diferentes fuentes y permiten calcular temperaturas de formación.
- Del azufre: Diversas fuentes geológicas:
- Azufre magmático
- Azufre de rocas encajantes (evaporitas, lutitas piritosas, sulfuros magmáticos diseminados)
- Sulfato de agua marina
- La forma del azufre es importante: sulfatos (condiciones oxidantes) vs. sulfuros (condiciones reductoras).
- Reducción de SO4 2- a S2- por diversos procesos (bacteriana, hidrocarburos, agentes reductores).
- Registros isotópicos de azufre confirman diferentes fuentes y permiten calcular temperaturas de formación de sulfuros.
- De los metales: Derivados de un magma o lixiviados de las rocas encajonantes.
- Registros isotópicos de plomo y neodimio pueden establecer directamente las fuentes de los metales.
- Registros isotópicos de H, O, S y C ayudan a establecer las fuentes de los fluidos y, indirectamente, de los metales.
- Concentraciones de metales en diferentes tipos de rocas (Tabla 2).
Transporte de Fluidos Hidrotermales
7. Transporte de Fluidos Hidrotermales
- Mecanismos de transporte:
- Anomalías térmicas de origen magmático: Convección (ej. pórfidos cupríferos, sulfuros masivos). Controlan el 80% del flujo en la corteza. Aporte magmático (menor volumen).
- Anomalías térmicas por adelgazamiento cortical: (ej. «sediment-hosted massive sulfides»).
- Movimiento gravitacional: («hydraulic head» más alto que el acuífero, importante para MVT).
- Otros mecanismos: expulsión por compresión de sedimentos y «buoyancy» (diferencia de densidad/salinidad).
- Permeabilidad, canalización por fracturas, brechamiento hidráulico:
- Mayor transporte sobre la transición frágil/dúctil (profundidades < 8-10 km).
- Permeabilidad primaria y secundaria (fracturas, disolución).
- Brechamiento hidráulico.
- Rol de las fracturas en la canalización.
- Duración de sistemas hidrotermales:
- Calculada por geocronología, modelización de volumen de fluido y concentraciones metálicas, y tiempo de enfriamiento de intrusiones (para origen magmático).
- Formación de yacimientos de origen magmático relativamente corta (miles a decenas de miles de años). Duración más larga en otros tipos.
Mecanismos de Transporte y Deposición de Constituyentes
8. Mecanismos de Transporte y Deposición de Constituyentes
- Complejos químicos: Solubilidad de metales alta a altas T, controlada por complejos químicos a T < 400°C.
- Complejos clorurados: críticos para metales base.
- Complejos bi-sulfurados: importantes para el oro.
- Condiciones de transporte:
- Fluidos salinos: Pb, Zn, Cu, Ag, Au.
- Fluidos no salinos: Au, Ag, U, REE (no metales base).
- Uranio: complejos carbonatados.
- Tungsteno: hidroxilos.
- Conclusiones sobre el transporte:
- Fluidos meteóricos y metamórficos: Au, Ag, U (NO metales base).
- Fluidos magmáticos, marinos y «basinal brines»: metales base y oro.
Factores que controlan la concentración de metales
- Factores que controlan la concentración de metales:
- Presencia de metales en la región-fuente.
- Temperatura (mayor concentración antes de saturación a mayor T).
- Presión (menor efecto directo, pero influencia indirecta en ebullición y pH).
- Concentración de ligandos (ej. enriquecimiento en sal aumenta transporte de metales como cloruros).
- Estado de oxidación (controla especies sulfuradas y estabilidad de complejos metálicos; altos favorecen clorurados de metales base, intermedios bisulfurados de Au).
- pH (controla especies sulfuradas y estabilidad de complejos de metales base; bajos favorecen clorurados de metales base, intermedios bisulfurados de Au).
Mecanismos de precipitación
- Mecanismos de precipitación (favorecida por condiciones contrarias al transporte):
- Enfriamiento («cooling»).
- Reducción (eficaz para clorurados por aumento de H2S).
- Oxidación (eficaz para Au transportado como bisulfurados).
- Cambios de pH (aumento favorece precipitación de metales base).
- Disminución de la concentración de ligandos (dilución, sulfuración de la roca de caja).
- Mecanismos que controlan la precipitación:
- Ebullición (aumenta concentración de metales o ligandos en la fase líquida según la salinidad, puede causar separación de fases).
- Mezcla con otros fluidos.
- Reacción con la roca de caja (water/rock interaction).
- Discusión sobre diagramas esenciales (influencia de salinidad, especies sulfuradas, temperatura, Eh y pH en la solubilidad de metales y minerales de ganga).
- Influencia de temperatura y salinidad en la precipitación de Zn, Pb, Cu y Ag (Figura 2.5).
- Influencia del pH y fO2 en la precipitación de Zn y Pb (Figura 2.6).
- Influencia del Eh en la solubilidad de Fe y Mn (Figuras 2.7 y 2.8).
- Solubilidad de algunos minerales de ganga (sílice, anhidrita, barita, calcita) (Figuras 2.9, 2.10, 2.11).
Autor y Fecha de Publicación:
- Traducción y modificación: Regina Baumgartner y Ronner Bendezú (basado en el curso del Prof. Lluís Fontboté, Universidad de Ginebra, Suiza).
- Fecha de publicación: No se especifica una fecha de publicación para este documento en particular, pero se basa en material de un curso. Las referencias citadas son de diversas fechas (ej. Barnes, 1979).
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