Alteraciones Hidrotermales

HumbertoChirif2012

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Son cambios mineralógicos,texturales y químicosque se producen en las rocas comorespuesta al desequilibrio físico-químico que se genera por acción de

las soluciones hidrotermales quecirculan por el2las.

Fuen

Recorrido de soluciones a través de lasrocas

- Variación de temperatura, presión, pH y Eh alo largo del recorrido.

-Procesos de disolución, reemplazamiento y precipitación de minerales.

-Variación de minerales y texturas en diferentes zonas alo largo del recorrido.

3

Soluciones

hidrotermales

H2O, H2S, HCl, HF, CO2, H2

4

Yacimiento

mineral

Soluciones

Mineralizantes

H2O, H2S,HCl, HF,CO2, H2METALES

5

Yacimie

Las características y reacciones delas soluciones hidrotermales se venplasmadas en las alteraciones y en laformación de yacimientos minerales.

mineral

Soluciones

Hidrotermales

H2O, H2S,HCl, HF,CO2, H2METALES

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¿Para qué estudiamos a lasalteraciones hidrotermales?

- Guía de exploración.- Formulación de modelo genético de yacimiento.

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CARACTERÍSTICASFÍSICO-QUÍMICAS

DE LAS SOLUCIONESFORMACIÓN

DE MINERALESMINERALES YTEXTURAS DEALTERACIÓN

INTERPRETACIÓN DELAS CONDICIONES DE

FORMACIÓNESTUDIO

DESCRIPTIVO

8

OBSERVACIONES

RAZONAMIENTO INTERPRETACIÓN

CONOCIMIENTOS TEÓRICOS

9

Alteraciones Hidrotermales

HumbertoChirif2012

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ÍndiIntroducción

1. Conceptos generalesSoluciones acuosas en procesos geológicos Soluciones hidrotermales y soluciones mineralizantes Alteraciones hidrotermalesFormación de yacimientos a partir de soluciones hidrotermales

Índi11

Índi2. Naturaleza de las soluciones

acuosas Características de las soluciones Termodinámica de lassoluciones acuosasFuentes de origen de las soluciones hidrotermales

Índi12

Índi3. Mecanismos de migración de las

soluciones Separación de soluciones acuosas desde rocas-fuente Medio de propagación y eficiencia del flujo

Arenisca gruesa

Arenisca limosa

Limos Arcilla

Índi

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Índi4. Disolución y precipitación de minerales

Diagrama Eh-pH Diagrama T-pHEstabilidad de los principales minerales de alteraciónTipos de reaccionesTexturas e intensidad de las alteraciones

Índi14

Índi5. Tipos de alteraciones

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AlteracionesHidrotermalesCapítulo 1: Conceptos

Generales- Conceptos generales- Soluciones acuosas en procesos geológicos

- Soluciones hidrotermales y soluciones mineralizantes- Alteraciones hidrotermales- Formación de yacimientos a partir de soluciones hidrotermales

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Soluciones acuosas en procesos geológicos

Solución acuosa es una mezcla homogénea de

agua como solvente con una serie de compuestos iónicos disueltos en ella (solutos).17

DiqueRocas ígneas

Sill

Lacolito

NM

Intrusivo

18

Rocas ígneas volcánicas

Roca

piroclástica

Lava

19

Rocas metamórficas

20

Rocas sedimentarias

21

Las soluciones intervie en procesos geológicos

(intrusivos,

volcánicos,metamórficos o sedimentarios)

en todos losdominios geotectónicos, en ambientesprofundos o en superficie o cercade ella y a diferentescondiciones de presión y temperatura.

22

En nuestro contextogeológico este es el ámbito de las soluciones hidrotermales.En este ámbito discurren las soluciones a travésde los espacios abiertos de las rocas y a su paso

van generando una serie de cambiosmineralógicos.

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Estado supA las más altas

condiciones de presión y temperatura que se verifican a profundidad en el

P (atm)D

218

1

Sólido0,006

A

Líquido

B

C

Gaseoso

T

interior de la corteza,las soluciones

-2 0,0098100 374

Tc

(ºC)

acuosas presentan un comportamientosuperior al crítico, lo cual facilita

su ingresa a los espacios vacíos másfinos de las rocas (poros,microfracturas e intersticios inter ointragranulares).

24

En estas condiciones, la presenciade solucionesacuosas favorece la fusión de las rocasy la consecuente formación del

magma, o en otros casostransformaciones metamórficas.25

A condiciones de menor presión ytemperatura sefavorece el flujo de las soluciones enla dirección de la gradiente depresión y siguiendo como camino laszonas más porosas y permeables de lasrocas.

26

A su paso las solucionesreaccionan con losminerales constituyentes de las rocas yen muchos casos los destruyenasimilando a los elementos liberados yen otros casos precipitan minerales a

partir de los componentes de lassoluciones.

27

Ambos tipos de cambios mineralógicos,disolución yprecipitación, se dan según lassoluciones abandonen o alcancen lascondiciones de presión, temperatura,pH, Eh y composición corres- pondientes

a los campos de estabilidad de losminerales.28

Conforme lassoluciones se enfrían aumenta la capacidad de precipitación de minerales por descompresión del sistema, en ello juega un rol

muy importante el paso de las soluciones a una roca con mayor porosidad o con espacios vacíosmás grandes.

29

30

Si las soluciones calientes asuperficie con temperaturas

superiores a

laambiental se les conoce como aguas

termales y,

según su composición, pueden aún generar disolución y precipitación de minerales.

Soluciones hidrotermales y mineralizantes

Alteraciones

hidrotermales

Solucioneshidroterma

les

H2O, H2S, HCl,HF, CO2, H2

Soluciones acuosas ricasen volátiles,de origen natural que migran por los espacios

abiertos de lasrocas del interior de la corteza a temperaturas variables entre500 y50°C.

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EnfriamientoDescompresión

Disolución de mineralesde caja

Precipitación deminerales

variación composición química, pH y Eh

Constante búsqueda del equilibrio fìsico-químico

32

Alteraciones

hidrotermales

Solucioneshidroterma

les

H2O, H2S, HCl, HF,CO2, H2METALES

No se formarán yacimientos.

No habrá capacidad de

incorporar metales.

Solución acuosasin presencia de iones complejos.

33

Yacimiento

mineral

Solucionesmineralizan

tes

H2O, H2S,HCl, HF,CO2, H2

METALES

Se pueden formar yacimientos.

Metales transportados como

complejos clorurados o sulfurados.

Solución con presencia de iones complejos (Cl-,HS-, NH3, OH

- y CH3COO

-).34

Yacimientomineral

Entonces, si las soluciones hidrotermales contienen metales y tienen la capacidad de

Solucionesmineralizan

tes

H2O, H2S, HCl, HF,CO2, H2METALES

transportarlos y formar yacimientos

, nos referimos aellas como soluciones mineralizantes.

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En resumen, las soluciones hidrotermales:

- Proceden de diferentes fuentes.- Su composición varía según su origen.- Su composición varía a lo largo desu recorrido debido a la asimilaciónde los elementos constituyentes delos minerales disueltos y a lapérdida de los elementos

constituyentes de los mineralesprecipitados.

36

- Sus parámetros físicos (P, T, pH, Eh) varían a lolargo de su recorrido.

- Los efectos de las solucioneshidrotermales son los cambiosmineralógicos y texturales queoriginan en las rocas por dondecirculan (alteraciones hidrotermales)y la formación de depósitosmetálicos.

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Alteraciones hidrotermales

Plagioclasa fresca Sericita

Son cambios mineralógicos, texturalesy químicosque se producen en las rocas comorespuesta al desequilibrio físico-

químico que se genera poracción de las soluciones hidrotermalesque circulan por ellas.38

MineralesTexturas

MineralesTexturas

MineralesTexturas

MineralesTexturas

Variables en el espacio. Son unahuella de las

reacciones que se generan poracción de las soluciones

hidrotermales y suscaracterísticas de temperatura, pHy Eh.

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40

Factores de las alteraciones hidrotermales.

TemperaturaTemperatura del fluido, diferencia de temperatura entre el fluido y laroca, gradienteComposición

delfluido

Composición, presencia de complejosclorurados o sulfurados, pH y Eh.

Permeabilidad de la

Espacios abiertos interconectados (fracturas, poros, espacios

Interacción

Ratio agua/roca y su duración dependen del flujo mismo y de la

Composición de la roca

Susceptibilidad de los minerales componentes de las rocas a reaccionar con los fluidos. En alteraciones intensas este factor

Presión

Presión hidrostática, litológica y gradiente de presión. Estos factores controlan procesos tales como ebullición de fluidos, explosiones hidrotermales,

Procesos de alteraciones y texturas correspondientes

Proceso mineralógico Aspecto textural- Disolución de minerales

Oquedades- Lixiviación Oquedades- Reemplazamiento Moldes- Recristalización Agregados granulares- Transformación defases minerales

Seudomorfismo,

- Precipitación de nuevos cristales

Relleno de poros y fracturas

- Intercambio iónico Recristalización,

41

42

Formación deyacimientos

a partir de solucioneshidrotermales

1. Fuente

1. Existencia de unafuente de elementos de interés económico.No es necesario que dichos elementos estén presentes en altasconcentraciones enla fuente, la naturaleza seencarga de concentrarlos.

43

2. Existencia desolucioneshidrotermales quesirvan de medio detransporte odifusión de loselementos valiosos.o pH).

2. Soluciones

1. Fuente

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3. Espacios abiertos

3. Existencia de espacios abiertos necesario para la formación de minerales (fallas, fracturas, poros).

2. Soluciones

1. Fuente

45

4. Trampa geoquímica

3. Espacios abiertos

2. Soluciones

4. Existencia de trampa geoquímica que provoque la cristalización de los minerales con elementos valiosos (esta puede ser producida por mezcla de fluidos, cambio de presión, temperatura opH).

1. Fuente

46

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