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presenta

Curso Teórico-Práctico de

Alteraciones HidrotermalesAlteraciones Hidrotermales

Diciembre 2009

Los procesos geológicos se desarrollan en búsqueda constate de equilibrio físico-químico.

NM

100 km

NM

Roca cristalina

100 km Fusiónparcial en

mantosuperior

Fusión parcial

NM

Fusiónparcial en

Roca cristalina

100 km

parcial encortezainferior

Fusiónparcial en

mantosuperior

Fusión parcial

NM

Ascenso pordiapirismo

Fusiónparcial en

3

2

100 km

parcial encortezainferior

Fusiónparcial en

mantosuperior

1

NM

Ascenso pordiapirismo

Fusiónparcial en

100 km

parcial encortezainferior

Fusiónparcial en

mantosuperior

NM

Soluciones

FuenteFuente

Formación de yacimientos hipógenos

Soluciones

Espacios abiertos

Fuente

Condicones físico-químicasfavorables para la precipitación

Soluciones

Espacios abiertos

Fuente

Formación de yacimientos supérgenos

Rocasígneas

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Yacimientos minerales

metamórficas sedimentarias

Rocasígneas

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Formación de

Yacimientos minerales

metamórficas sedimentariasminerales

Rocasígneas

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Soluciones acuosas

Yacimientos minerales

metamórficas sedimentariasacuosas

La naturaleza crea y destruye, destruye y crea, en procesos de miles a millones de años de duración, y el hombre ve solo un brevísimo instante de esos solo un brevísimo instante de esos procesos.

CONDICIONES DELAMBIENTE DEFORMACIÓN

SINGULARIDADESDE LOS MINERALES

COMPOSICIÓNY TEXTURA

DEL YACIMIENTO

INTERPRETACIÓN ESTUDIOINTERPRETACIÓNDE LAS CONDICIONES

DE FORMACIÓN

ESTUDIODESCRIPTIVO

OBSERVACIONES

INTERPRETACIÓNRAZONAMIENTO

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

Curso Teórico-Práctico

Alteraciones Hidrotermales

CAFAECAFAECAFAECAFAE

presenta

Alteraciones Hidrotermales

Curso Teórico-Práctico de Alteraciones Hidrotermales

1. Naturaleza de los fluidos hidrotermales H. ChirifIntroducciónOrigen de las soluciones hidrotermalesMecanismos de migración

2. Alteraciones hidrotermales en sistemas magmáticosL. Cerpa

Controles en los procesos de MineralizaciónEl magma y el fluidoMecanismos de transportePrecipitación de fluidos

3. Métodos de estudio de las alteraciones hidrotermalesK. Velarde

Espectrometría en alteraciones hidrotermales

4. Tipos de alteraciones y zonación por yacimientosM. Mamani & J. AcostaM. Mamani & J. Acosta

Depósitos epitermales de alta y baja sulfuraciónPórfidos de cobre

La práctica sin teoría es como un barco sin timón.

Leonardo Da Vinci

OBSERVACIONES

INTERPRETACIÓNRAZONAMIENTO

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

Las rocas nos cuentan secretos de millones de años.

Curso Teórico-Práctico de Alteraciones Hidrotermales

Capítulo 1

IntroducciónIntroducción

Dr. Humberto ChirifDRME – INGEMMET

Octubre 2009

Fluidos o soluciones hidrotermales

Soluciones acuosas ricas en volátiles y otros componentes (entre los que se pueden (entre los que se pueden contar metales), formadas en el interior de la corteza y con temperaturas variables entre 500 y 100°C.

Origen de las soluciones hidrotermales

- Soluciones juveniles o magmáticas- Aguas de deshidratación molecular- Aguas connatas liberadas por compactación- Aguas meteóricas infiltradas- Aguas meteóricas infiltradas- Aguas marinas infiltradas- Aguas geotérmicas

Fluidos mineralizantes

Fluidos hidrotermales desde los cuales precipitan elementos de interés económico.

Alteraciones hidrotermales

Fluidos interés económico.

H2O, H2S, HCl,

HF, CO2, H2

Fluidos hidrotermales

Fluidos mineralizantes

Fluidos hidrotermales desde los cuales precipitan elementos de interés económico.

Alteraciones hidrotermales,yacimientos

Fluidos interés económico.

H2O, H2S, HCl,

HF, CO2, H2, metales

Fluidos mineralizantes

Alteraciones hidrotermales

yacimientos

Solucionesmineralizantes

Alteraciones hidrotermales

Solucioneshidrotermales

Alteraciones hidrotermales

Transformaciones mineralógicos en la roca cajaDestrucción de minerales de la roca caja

Precipitación de minerales desde las soluciones

Búsqueda de equilibrio

Solucioneshidrotermales(alta P, alta T)

Definición de alteraciones hidrotermales

Alteración hidrotermal es el conjunto de cambios mineralógicos y texturales producidos en las rocas por efecto de las soluciones hidrotermales.hidrotermales.

Origen de las alteraciones hidrotermales juveniles

Soluciones

Fuente

Primera Ebullición

A condiciones de alta presión y temperatura, los magmas poseen una alta solubilidad del agua, la cual decrece con el descenso de temperatura y más fuertemente con el descenso de presión.

Magmas máficos poseen mayor solubilidad que magmas félsicos.

Primera Ebullición

La pérdida de solubilidad de un magma y la consecuente partición de agua desde la fase magmática es denominada "primera ebullición", fenómeno gradual y de poca injerencia.

Segunda Ebullición (Ebullición Retrograda)

Otro proceso de partición de agua más efectivo, es la denominada “segunda ebullición", la cual ocurre durante el enfriamiento adiabático y como producto de exsolución de agua.Este proceso será más rápido y violento a mayor Este proceso será más rápido y violento a mayor velocidad de cristalización (últimas fases de la cristalización).

Segunda Ebullición (Ebullición Retrograda)

La fase hidrotermal particionada comprenderá una fase vapor y una fase acuosa líquida salina, con altos contenidos de Na y Cl.Bajo condiciones normales de cristalización, metales como el Cu, Zn, Pb, Au, Ag, etc. son metales como el Cu, Zn, Pb, Au, Ag, etc. son incorporados a la fase cristalina como trazas en minerales formadores de roca.

Alteraciones hidrotermales

Alteraciones hidrotermales,yacimientos

H2O, H2S, HCl,

HF, CO2, H2

H2O, H2S, HCl,

HF, CO2, H2, metales

La separación masiva y violenta de una fase hidrotermal será capaz de captar metales antes de que entren a formar parte de minerales formadores de roca.Esto implica que mientras menos cristalizado este un magma, mejor probabilidad de extraer altos un magma, mejor probabilidad de extraer altos contenidos de los metales existentes.

Captación de metales

Recordemos que las soluciones hidrotermales contienen H2O, H2S, HCl, HF, CO2 y H2.Y que el H2S y HCl son componentes que se fraccionan o particionan fuertemente en la fase acuosa de exsolución del magma.acuosa de exsolución del magma.En teoría, con un 3% en peso de agua en una fase silicatada fundida, podría ser extraído aproximadamente un 95% del Cu contenido en un magma félsico.

Captación de metales

Los sulfuros y otros minerales metalíferos tienen muy baja solubilidad en agua, de modo que debe existir otra forma de transporte de metales en fluidos hidrotermales, y este es como complejos o iones complejos en los cuales los cationes iones complejos en los cuales los cationes metálicos se unen a grupos complejos o ligantes, siendo los más importantes HS-, H2S, Cl

- y OH-.

Los complejos que se generan son mayormente sufurados (por ejemplo PbS(HS)-) o clorurados(AgCl2

-, PbCl3-).

Ambos tipos de iones complejos juegan un rol importante en el transporte de metalesLos datos experimentales indican que los complejos clorurados son estables a altas complejos clorurados son estables a altas temperaturas en fluidos hidrotermales, pero se descomponen al bajar la temperatura, mientras que los complejos sulfurados son estables hasta temperaturas más bajas siempre y cuando exista una alta actividad de H2S y HS

-.

Para ilustrar como los iones complejos pueden transportar metales, cabe mencionar que el proceso industrial más utilizado en la recuperación del oro es la lixiviación con cianuro.

Este proceso (cianuración) aprovecha que el oro forma un complejo estable a temperatura forma un complejo estable a temperatura ambiente que es el dicianato de oro (Au(CN)2

-), anión altamente soluble, lo que permite extraer el oro de una pila o de mineral pulverizado a una solución de la cual luego se precipita el oro, ya sea incorporando zinc en polvo o haciendo pasar la solución por carbón activado.

Migración de las alteraciones hidrotermales

Al discurrir las soluciones hidrotermales por los espacios abiertos de las rocas, reaccionan con ellas y forman asociaciones de minerales típicas para cada rango composicional y de típicas para cada rango composicional y de temperatura.

Al discurrir las soluciones hidrotermales por los espacios abiertos de las rocas, reaccionan con ellas y forman asociaciones de minerales típicas para cada rango composicional y de temperatura.

Al discurrir las soluciones hidrotermales por los espacios abiertos de las rocas, reaccionan con ellas y forman asociaciones de minerales típicas para cada rango composicional y de temperatura.

Los espacios abiertos por donde discurren son poros interconectados o fracturas, preexistentes o formadas por la propia presión de las alteraciones.

El reconocimiento de las texturas, tipos de vetillas y direcciones permite comprender la dinámica de la migración de los fluidos.

Tipos de alteraciones

- El tipo de alteración varía según la composición de la solución (lo cual es característico para cada tipo de yacimiento) y según la temperatura de la solución (característico para cada zona o distancia a la (característico para cada zona o distancia a la fuente).

Tipos de alteraciones

- El estudio de las alteraciones hidrotermales es importante porque constituye una guía de exploración de mena y un indicador del carácter de la solución y por ende de la génesis del yacimiento.génesis del yacimiento.

OBSERVACIONES

INTERPRETACIÓNRAZONAMIENTO

CONOCIMIENTOSTEÓRICOS

Tipos de alteración

TIPO DE ALTERACIÓN

MINERALOGÍA

POTÁSICA KFP, bt, mt, CLOs, ep; anh, ab

SILICIFICACIÓN sílice

ARGÍLICA kao, al, diásporaARGÍLICAAVANZADA

kao, al, diáspora

FÍLICA ser, qz, py

ARGÍLICA kao, mont, qz

PROPILÍTICA CLOs, ep, cac, act, py, ab

Tipos de alteraciones por yacimientos

Yacimiento Alteración Asociación mineralógia

Pórfido de cobre

Potásica Vetillas qz-KFPT / bt diseminada

Fílica qz-ser-py

Argílica kao-(al)

Propilítica CLOs-ep-cac

Argílica avanzada kao-dick-prf-qz

Sericítica qz-serMeotermal

Sericítica qz-ser

Argílica kao-mont

Propilítica CLOs-ep-cac-py

Epitermal-LSPotásica qz-ser-adl / smt

Propilítica CLOs

Epitermal-HS

Argílica avanzada kao-qz-al

Silicificación qz, calcedonia, ópalo

Propilítica CLOs-(ep-cac)

Reacciones de formación de alteraciones hidrotermales

Alteración Proceso Reacción

Potásica

Formación de feldespato potásico secundario

(Ca,Na,K)(Si,Al)4O8 + K+ = KAlSi3O8 + (Na+, Ca+2)

Formación de biotita secundaria

(Mg,Fe)4Ca2Al(Si,Al)8O22(OH,F)2 + (H+,Mg+2,K+) =

biotita secundaria(H ,Mg ,K ) = K(Mg,Fe)3(Al,Fe)Si3O10(OH,F)2 + (Na+,Ca+2)

FílicaSericitización de feldespatos

3 KAlSi3O8 + 2 H+ = KAl3Si3O10(OH)2 + 6 SiO2 + 2 K+

Reacciones de formación de alteraciones hidrotermales

Alteración Proceso Reacción

Argílica avanzada

Caolinitización de sericita

4 KAl3Si3O10(OH)2 + 6 H2O + 4 H+ =

3 Al4Si4O10(OH)8 + 4 K+

Alunitización de sericita

KAl3Si3O10(OH)2 + 4 H+ + 2 (SO4)-2 =

KAl3(SO4)2(OH)6 + 6 SiO2

Alunitización de caolinita

3 Al2Si2O5(OH)4 + 2 K+ + 6 H+ + (SO4)-2 =

2 KAl3(SO4)2(OH)6 + 6 SiO2 + 3 H2Ocaolinita 2 KAl3(SO4)2(OH)6 + 6 SiO2 + 3 H2O

Propilítica

Cloritización deK(Mg,Fe)3(Al,Fe)Si3O10(OH,F)2 + H+ = (Mg,Fe)5Al(Si,Al)4O10(OH)8 + SiO2 + K+

Epidotización y albitización de plagioclasa

(Ca,Na,K)(Si,Al)4O8 + SiO2 + H2O + Na+ =

Ca2(Al,Fe)3(SiO4)3(OH) + NaAlSi3O8 + H+

Intensidad de la

alteración

MUESTRAS TIPICASDE LA ZONA DE OXIDACIONDE LA ZONA DE OXIDACION

S. C

anch

aya

S. C

anch

aya

MINERAL SECUNDARIOEnriquecimiento Supergénico

S. C

anch

aya

S. C

anch

aya

S. C

anch

aya

S. C

anch

aya