Diagrama mostrando las zonas típicas de alteración hidrotermal alrededor de un yacimiento porfídico.
Este diagrama ilustra el zoneamiento característico de la alteración hidrotermal en un sistema porfídico. Se pueden observar las diferentes zonas concéntricas, como la alteración potásica en el núcleo, rodeada por la alteración fílica o sericítica, seguida por la alteración argílica intermedia y finalmente la alteración propilítica en la periferia. Este patrón es crucial para la exploración de yacimientos y refleja los cambios en la química del fluido hidrotermal y la temperatura a medida que se aleja de la fuente.
Publicado enYacimientos - PUCP

Introducción a la Alteración Hidrotermal

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La Clave para Entender Yacimientos

Adéntrate en el fascinante mundo de la alteración hidrotermal, el proceso geológico fundamental que transforma las rocas bajo la influencia de fluidos hidrotermales calientes. Descubre cómo esta transformación mineral, impulsada por cambios en temperatura, presión y la interacción química con estos fluidos, redefine la composición y textura de las rocas encajantes, dejando una huella invaluable para la exploración de yacimientos metalíferos.

Alteración hidrotermal

Exploraremos la importancia de la alteración hidrotermal no solo como guía para descubrir depósitos minerales, sino también como ventana al carácter químico de las soluciones profundas y la evolución de los sistemas hidrotermales. Además, revelaremos su conexión intrínseca con las fuentes de energía geotérmica, subrayando su relevancia tanto económica como científica. Analizaremos las diferencias cruciales entre la alteración hidrotermal y el metamorfismo, destacando el rol protagónico de la relación fluido/roca y el transporte de constituyentes químicos.

Alteración hidrotermal y el metamorfismo

Desglosaremos los mecanismos de transporte, ya sea por infiltración o difusión, y la intensidad de la alteración, distinguiendo entre pervasiva y no pervasiva (selectiva). Finalmente, nos sumergiremos en el concepto vital de la reacción de hidrólisis y los diversos tipos de alteración asociados al metasomatismo por H+, como la alteración potásica, propilítica, fílica o sericítica, argílica y argílica avanzada, cada una con sus minerales clave y condiciones de formación.

Contenido Detallado:

  • Introducción a la Alteración Hidrotermal
    • Definición: La alteración hidrotermal es la transformación de una asociación mineral original en una nueva más estable bajo nuevas condiciones de temperatura, presión y en equilibrio con el fluido hidrotermal que atraviesa la roca.
    • Las texturas y estructuras originales pueden ser modificadas ligera o completamente.
    • Importancia en la Exploración: Las modificaciones en la mineralogía y texturas de las rocas encajantes sobrepasan en extensión al yacimiento mismo, actuando como una guía de exploración.
    • Información del Fluido: Ayuda a conocer el carácter químico de las soluciones hidrotermales y sus fuentes.
    • Evolución del Sistema: Permite conocer la evolución del sistema hidrotermal.
    • Recursos Asociados: Los sistemas hidrotermales están asociados a yacimientos metalíferos y fuentes de energía geotérmica.
    • Estudio de Sistemas Activos y Antiguos: El estudio de sistemas hidrotermales activos proporciona información para entender los sistemas antiguos.
    • Alteración como Metamorfismo: Se puede considerar la alteración hidrotermal como un tipo de metamorfismo que implica la recristalización de una roca original en una nueva estable bajo nuevas condiciones.
  • Diferencias Clave entre Alteración Hidrotermal y Metamorfismo
    • Relación Fluido/Roca: Las grandes diferencias radican en la relativa importancia de los fluidos para transportar constituyentes químicos y calor.
    • Metamorfismo Regional y de Contacto: Genera fluidos ricos en H2O y/o CO2, pero en pequeñas cantidades con respecto a las fases sólidas y circulan lentamente, resultando en una relación fluido/roca muy baja. Los fluidos suelen estar en equilibrio termal y químico con las rocas circundantes, con efectos metasomáticos poco importantes.
    • Alteración Hidrotermal: Implica que grandes cantidades de fluido atraviesan las rocas con permeabilidad considerable (fisuras o poros interconectados), generando relaciones fluido/roca importantes y grandes cantidades de fluidos transportados. Puede haber gradientes térmicos más elevados que en el metamorfismo, y los fluidos a menudo están en desequilibrio con las rocas.

Equilibrio Químico en la Alteración Hidrotermal

  • El Equilibrio Químico en la Alteración Hidrotermal
    • Aunque generalmente existe un desequilibrio, se pueden considerar subsistemas a muy pequeña escala en equilibrio químico si las reacciones son rápidas en comparación con el transporte del fluido.
    • La mayoría de los métodos y técnicas de la petrología metamórfica (incluida la regla de fases y la termodinámica) pueden aplicarse al estudio de la alteración hidrotermal.
  • Transporte de Materiales
    • El transporte ocurre por infiltración (movimiento de masa del fluido a través de la roca) y/o por difusión (transporte químico en fluidos estancados en poros).
    • Normalmente se da una combinación de ambos procesos.

Tipos de Alteración según Intensidad

  • Tipos de Alteración según Intensidad
    • Alteración Pervasiva: Reemplazamiento de todos o casi todos los minerales originales de la roca sin preferencias espaciales. No siempre todos los minerales son reemplazados; por ejemplo, en la alteración potásica, la biotita reemplaza la hornblenda, pero el cuarzo puede permanecer.
    • Alteración No Pervasiva (Selectiva): Afecta solo ciertas partes de la roca, como bordes de fracturas o filones.
  • Reacción de Hidrólisis: Un Concepto Fundamental
    • Cationes (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) son transferidos del mineral a la solución, y el H+ ingresa a la fase sólida.
    • La estabilidad de feldespatos potásicos y muscovita a ~300°C está controlada por reacciones como:
      • 1.5KAlSi3O8 + H+ ⇔ 0.5 KAl3Si3O10(OH)2 + 3 SiO2 + K+
      • KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 3/2 H2O ⇔ 3/2 Al2Si2O5(OH)4 + K+
    • La estabilidad de feldespatos, micas y arcillas está normalmente controlada por la hidrólisis, desplazándose a la derecha con la disminución del pH.
    • Se observa la incorporación de K+ a la solución y el consumo de H+, generando un zoneamiento hasta que se consume todo el H+.

Metasomatismo por H+ y Tipos de Alteración Asociados

  • Metasomatismo por H+ y Tipos de Alteración Asociados
    • Idealmente, en sistemas hidrotermales relacionados con intrusiones magmáticas que evolucionan a bajas presiones y temperaturas, el cociente aK+/aH+ disminuye, aumentando la acidez.
    • Los tipos de alteración asociados al metasomatismo por H+ se tratan en orden de acidez creciente (inverso a aK+/aH+).
    • Secuencia Esquemática de Alteración:
      1. Potásica (PT o K): Biotita (bio/phl)-feldespato potásico (ksp), anhidrita (anh), albita (alb), cuarzo (qtz), (sericita (ser), clorita (chl), epidota (epi), adularia (adl), magnetita (mgt), rutilo (rut)). Típicamente plagioclasa (plg) se transforma en ksp y hornblenda (hbl) en bio/phl.
      2. Propilítica (PR o P): Clorita (chl), albita (alb), calcita (cal), epidota (epi), (actinolita (act), magnetita (mgt), pirita (py), arcillas (cly), montmorillonita (mtm)). Feldespatos se transforman en alb y epi, y minerales máficos en chl y epi. Generalmente de color verde.
      3. Fílica o Sericítica (SE o S) y Greisennización: Sericita (ser)-cuarzo (qtz)-pirita (py), clorita (chl), illita (ill), hematita (hem), montmorillonita (mtm) -> ser; ksp -> ser (qtz); chl -> ser-py. La alteración sericítica está presente en casi todos los sistemas hidrotermales. La greisennización, asociada a cuarzo y muscovita, puede contener topacio, turmalina, fluorita, etc..
      4. Argílica (IA): Montmorillonita (mtm), caolinita (kao), clorita (chl), arcillas (cly), (sericita (ser), epidota (epi), pirita (py)). Plg -> mtm (kao); minerales máficos -> chl; ksp es estable o metaestable. Se caracteriza por la formación de minerales de arcilla a temperaturas entre 100 y 300°C. Típicamente definida por la presencia de caolinita.
      5. Argílica Avanzada (AA): Caolinita (kao), pirofilita (pyo), cuarzo (qtz), sílice (sil), calcedonia (chd), pirita (py), hematita (hem), alunita (alu), (dickita (dik), zunyita (zuy), adularia (adl), topacio (toz), turmalina (tou), diásporo (dia), corindón (cor)). Es la forma más intensa de hidrólisis. Se puede formar alunita. En casos extremos, solo quedan sílice microcristalina porosa («vuggy quartz» o «residual silica»), típico de sistemas «high sulfidation». La fuerte lixiviación se debe a fluidos fuertemente ácidos, con origen en H2SO4 formado por la reacción de SO2 magmático con agua.
  • Otros Tipos de Alteración Mencionados:
    • Biotítica (BI o EDM): Vetillas de biotita, biotita después de hornblenda.
    • Sódica (NA): Oligoclasa (olg)-actinolita (act), albita (alb)-clorita (chl), espinela (spn), (escapolita (sca), clinopiroxeno (cpx), epidota (epi)).
    • Intermedia Argílica (SCC): Illita e illita-esmectitas (después de plagioclasa), clorita (reemplazando máficos), hematita (martitización de magnetita).
    • Albítica: Albita u oligoclasa después de plagioclasa o feldespato potásico, actinolita después de hornblenda y/o biotita, epidota, esfeno.
    • Silicificación: Formación de nuevo cuarzo o sílice amorfa. Típico de fluidos de alta temperatura ricos en volátiles.
    • Turmalinización: Formación de turmalina.
    • Alteración Oxidativa: Asociada con fluidos oxidantes, formación de minerales con alto Fe3+/Fe2+, como hematita con feldespato potásico, sericita, clorita y epidota.

Autor y Fecha de Publicación:

  • Autor: Regina Baumgartner
  • Fecha de Publicación: 2009 (según el nombre del archivo: Alteration_RB_2009.pdf)

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