SEMANA 06 CURSO ALTERACIONES HIDROTERMALES PARTE 1

CURSO DE POST - GRADO
ALTERACIONES HIDROTERMALES
PRIMERA PARTE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE
SAN AGUSTIN DE AREQUIPA
Dr. Ms.Sc. FERNANDO NÚÑEZ CHÁVEZ
Arequipa JULIO 2,009

EVOLUCION DE LA CORTEZA Y SU RELACION CON
LA FORMACION DE DEPOSITOS MINERALES

A’
A
ESQUEMA TECTÓNICO MAGMÁTICO GLOBAL.

MAGMATISMO Y MINERALIZACION
De segregación Defoliados Diatremicos
Pegmatiticos
Metasomáticos
Neumatoliticos Diferenciados telescopiados
Sub volcanicos
PROFUNDIDAD
Superficial
0 km
Hipabisal
Abisal
Ultraabisal
15 km
MAGMAS Toleitico Alcalino Calcoalcalino
PROPAGACION DE
YACIMIENTOS
ASOCIACIÓN
TECTONICA
C. Expanc. Oceanica
Dorsales Mesoocean.
Arcos Insulares
Rift Intra-continental
Zonas Orogénicas
Zonas Cratónicas
Zona de Subducción
Arcos Magmatic. Maduros
Margenes Continentales

PROCESOS ENDOGENOS DE FORMACION
MAGMATICA Y SU RELACION CON
FLUIDOS HIDROTERMALES
2da. Ebullición
FASE
MAGMATICA
FASE
TARDIMAGMATICA
FASE
HIDROTERMAL
T ºc
1200º
900º
700º
400º
0º
CRISTALIZACION TEMPRANA
CRISTALIZACION PRIMARIA
PROCESO
PEGMATITICO
NEUMATOLITICO
METASOMATICO
PROCESO HIDROTERMAL
P

Alteraciones Hidrotermales
Metalogénesis

DEFINICIONES
• Fluidos Mineralizantes
Son todos aquellos fluidos que están asociados a la
generación de depósitos minerales; pueden ser de
origen magamatico-hidrotermal, superficial o meteorico,
marino o metamórfico.
• Fluidos Hidrotermales
Fluidos calientes, generalmente dominados por agua, a
veces ácidos, que pueden transportar metales y otros
compuestos en solución al lugar de depositación o
producir alteración de la roca de caja.
• Alteración hidrotermal:
Cambio en la composición mineralógica, química y
textural de una roca huésped, producto de una reacción
química y física generada a partir soluciones
hidrotermales.

FLUIDOS HIDROTERMALES
Son emanaciones calientes generadas y asociadas a intrusiones
principalmente félsicas.
La alteración hidrotermal de las rocas, está directamente relacionada
a la interacción con fluidos hidrotermales.
COMPOSICION
50% - 90 % Agua
3% a 50 % en peso de Sales
CO2, CO, NH4, NH3, H2S, Cl, F, HCO3, SO4 y SiO2
Los fluidos hidrotermales son soluciones de multicomponentes
electrolíticos en la cual los solutos principales son cloruros
alcalinos.
Los metales están presentes a nivel traza en estas soluciones,
predominantemente en forma de iones complejos.
La depositación resulta de la disociación de complejos metálicos y
consecuente precipitación en respuesta a cambios en el ambiente
hidrotermal.

En fluidos hidrotermales, el electrolito dominante es
típicamente el cloruro de sodio, a veces con menos cloruro
de potasio y de calcio. (COMPLEJOS CLORURADOS)
Fluidos de origen netamente magmático presentan
salinidades altas, en exceso muchas veces de 50% peso
NaCl eq..

Inclusión con fases L + V + S1 + S2 en la primera foto se parecían dos Sólidos del
tamaño de la burbuja de Vapor y en la segunda foto se puede apreciar mas volumen
de Vapor que liquido y sólido.

La oxidación y pH son determinados por condiciones
interdependientes, los fluidos iniciales suelen tener bajo
potencial de oxidación y pH cercano a neutro.
Los ligantes más importantes en fluidos hidrotermales son:
Cl-, HS-, NH3, OH- y CH3COO- (Seward y Barnes, 1997).
En el caso de Cl-, si bien existen complejos que son más
estables como por ejemplo As3S6-3, el Cl- es lejos el
anión más abundante y por lo tanto, el mayor formador
de complejos.
El agua es un excelente solvente, sobre todo a alta
temperatura y presión.

Temperatura y Presión
Al subir la temperatura y presión, agua líquida se expande
como consecuencia del debilitamiento progresivo del enlace
de hidrógeno con separación de la distancia de enlace y
crecimiento del ángulo H-O-H. Esto indica un aumento de
entropía con orientación cada vez más aleatoria de las
moléculas de agua.
La presión tiene un efecto opuesto al de la temperatura,
comprimiendo la estructura del agua. El efecto combinado
hace al agua más compresible a mayor temperatura, con
fuertes descensos de la densidad del agua.
Las propiedades dieléctricas del agua también cambian
con temperaturas y presión e indirectamente revelan cambios
significativos en la estructura del agua.

•Al subir la temperatura, ya sea bajo equilibrio vapor-agua o a
presión constante, la viscosidad del agua decrece, indicando
una movilidad molecular creciente. La que a su vez trae por
efecto una baja en la magnitud de la constante dieléctrica
del agua.
Cuando la constante diléctrica es alta, el agua tiende a formar
cubiertas sobre iones solutos, pero a temperaturas altas esta
propiedad se pierde, permitiendo la unión de aniones y
cationes solutos en pares iónicos, mejorando la generación y
estabilidad de complejos.

Concentraciones de Metales en Soluciones
Hidrotermales
Al desarrollar y evaluar modelos y conceptos de generación
de mena, es importante tener en consideración el mínimo de
concentración de metales y de otro componentes, necesario
para transporte efectivo y depositación de concentraciones
de mena de interés.
Existen variadas aproximaciones para estimar estos valores,
ninguno totalmente satisfactorio. Uno de ellos se basa en las
evidencias de los rangos de concentración presentes
durante la formación del deposito en cuestión. Tal evidencia
incluye análisis de inclusiones fluidas y de fluidos
geotermales en campos termales actuales, y cálculos
termodinámicos cuantitativos de solubilidad de metales en
las condiciones de formación.

SOLIDO
VAPOR
LIQUIDO
COMPOSICION QUIMICA DE INCLUSIONES MULTIPLES

Inclusiones Primarias y Secundarias .
INCLUSIONES PRIMARIAS :
Son atrapadas durante el crecimiento del mineral huésped, pueden ser muestras de
minerales formando fluidos y que pueden ser un revelador importante de
información resguardadas en las condiciones del transporte del mineral y de
su Depositación
INCLUSIONES SECUNDARIAS :
No son muy formables en dar información acerca de la naturaleza de los minerales
forman fluidos en condiciones , pero que pueden provenir de alguna insignia dentro
de la Post-depositación .
La distinción entre las inclusiones Primarias y Secundarias es mucho mas
inequívoco , comúnmente los fluidos atrapados a lo largo del cristal crecido sus
fases son homogéneas , algunas veces por dos o mas Líquidos Inadmisibles

Inclusiones Primarias y Secundarias .
PRIMARIAS
SECUNDARIAS

EJEMPLO DE FLUIDOS MINERALIZANTES
DIORITA
AGUA
METEORICA
AGUA
METEORICA
BA
PROPILICA
(SI,SER,BIO,MG)
FILICA
(SI,SER,PY)
FILICA POTASICA
(SI,SER,BIO,MG,FEL K)
FLUIDO
MAGMATICO
POTASICA
(BI,MG,FEL K,SI)
PROPILICA
FILICA-PROPIL.
(SI,CHL,SER,PY)
(SI,SER,BIO,MG)
BA

Ejemplo de Mecanismos
de Depositación

ALTERACIONES HIDROTERMALES
• Ocurre a través de: transformación de fases minerales,
crecimiento de nuevo minerales, disolución de minerales
y/o precipitación, reacciones de intercambio iónico entre
los minerales de la roca y el fluido.

• Efectos de hidrotermalismo evidenciados en
asociaciones de minerales de alteración y de
mena.
• Los distintos tipos de alteración e intensidad
dependen de factores como
‣ - Composición del fluido hidrotermal
- Temperatura, pH, razón agua/roca
‣ - Composición de la roca huésped
‣ - Tiempo de interacción, etc.
• Efectos de hidrotermalismo evidenciados en
asociaciones de minerales de alteración y de
mena.

‣ COMPOSICIÓN DEL FLUIDO HIDROTERMAL
• Circulación de fluidos en rocas permeables presencia
de fisuras o poros interconectados
• TEMPERATURA: más caliente > efecto sobre la
mineralogía original.
• PRESIÓN: efecto indirecto procesos secundarios:
profundidad de ebullición de fluidos, fracturamiento
hidráulico (generación de brechas hidrotermales) y
erupción o explosiones hidrotermales.
• COMPOSICIÓN DEL FLUIDO (pH): menor pH, mayor
efecto.

‣ COMPOSICIÓN DE LA ROCA HUESPED
Los distintos minerales constituyentes de diferentes tipos
de roca, tienen diferente susceptibilidad a ser alterados
de diferente forma
La susceptibilidad a la alteración es variable en los
minerales primarios de las rocas. El más reactivo es el
vidrio volcánico, frecuentemente alterado primero a ópalo,
smectita,calcita o zeolita y luego a minerales de arcilla.
En términos generales el orden relativo de susceptibilidad
a la alteración de los minerales, es el siguiente:
Olivino > magnetita > hiperstena > hornblenda > biotita = plagioclasa
• La textura original de la roca puede ser modificada
ligeramente o completamente obliterada por la alteración
hidrotermal.

‣ TIEMPO DE INTERACCIÓN Y VARIACIONES
INTERACCIÓN AGUA/ROCA
El volumen de circulación aguas calientes y el tiempo de
interacción con la roca encajonante están en relación
directa a la modificaciones mineralógicas.
Mayor volumen de circulación aguas calientes y mayor
tiempo modificaciones mineralógicas más completas.
• La intensidad de la alteración corresponde a un término
objetivo que se refiere a mayores modificaciones en
una roca queha sido alterada.
• Sin embargo, se han propuesto los términos pervasividad
para indicar la intensidad de la alteración y extensividad
para indicar la distribución espacial de la alteración
hidrotermal.

En adición a lo anteriormente indicado las mayores o
menores modificaciones (Alteraciones) hidrotermales
de los minerales constituyentes de una roca dependen
también de la características físicas de las misma, en
cuanto a porosidad, permeabilidad y grado de fractura
miento.

Resumen:
Factores que controlan a la alteración hidrotermal de las rocas.
a) Temperatura y la diferencia de temperatura (Δtº) entre la roca y el fluido que
la invade: mientras más caliente el fluido mayor será el efecto sobre la
mineralogía original.
b) Composición del fluido; sobre todo el pH del fluido hidrotermal: mientras
más bajo el pH (fluido más ácido) mayor será el efecto sobre los minerales
originales.
c) Permeabilidad de la roca: Una roca compacta y sin permeabilidad no podrá
ser invadida por fluidos hidrotermales para causar efectos de alteración. Sin
embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidráulico de las rocas o
disolución de minerales generando permeabilidad secundaria en ellas.
d) Duración de la interacción agua/roca y variaciones de la razón agua/roca.
Mientras mayor volumen de aguas calientes circulen por las rocas y por mayor
tiempo, las modificaciones mineralógicas serán más completas.

Resumen:
Factores que controlan a la alteración hidrotermal de las rocas.
e) Composición de la roca; la proporción de minerales: es relevante para
grados menos intensos de alteración, dado que los distintos minerales tienen
distinta susceptibilidad a ser alterados, pero en alteraciones intensas la
mineralogía resultante es esencialmente independiente del tipo de roca original.
f) Presión: este es un efecto indirecto, pero controla procesos secundarios
como la profundidad de ebullición de fluidos, fracturamiento hidráulico
(generación de brechas hidrotermales) y erupción o explosiones hidrotermales.

PROCESOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
• Depositación directa:minerales se depositan directamente
a partir de soluciones hidrotermales (en zonas de
diaclasas, fallas, fracturas, discordancias, poros, fisuras)
• Reemplazo:Minerales de las rocas inestables a ambiente
hidrotermal reemplazo por nuevos minerales estables
en nuevas condiciones.
Se producen por procesos de infiltración y difusión
• Lixiviación: Componentes químicos de las rocas
extraídos por fluidos hidrotermales al atravesarlas
(cationes metálicos) roca deprimida en dichos
componentes o lixiviada.

DISTRIBUCION ESPACIAL DE LAS ALTERACIONES
HIDROTERMALES
La distribución de las alteraciones hidrotermales dependen
de:
• De la distancia a donde son conducidos los fluidos
hidrotermales. El transporte de materiales involucrados en
la alteración de las rocas puede ocurrir por infiltración o
por difusión (transporte por difusión de especies
químicas a través de fluidos estancados en los poros de
las rocas) o por una combinación de ambos procesos.
• De la composición quimica de los fluidos hidrotermales y
de la variación de temperatura y presión.
• Depende de la variación de la composición de los
diferentes tipos de litología.

ESTILOS DE ALTERACION
A.- ALTERACION PERVASIVA
B.- ALTERACION PERVASIVA SELECTIVA
C.- VETAS Y VENILLAS CONTOLADAS POR
LA ATERACION
D.- ALTERACION VUG-FILLING

A.- ALTERACION PERVASIVA
Es una alteración no selectiva y ocurre a lo largo de
todo el volumen de roca.
La textura de la roca original es completamente
destruida.
Es característica de Depósitos diseminados.

B.- ALTERACION PERVASIVA SELECTIVA
Describe a minerales producto de alteración que
reemplazan a minerales específicos a lo largo del
volumen de la roca.
Este estilo es común en alteraciones pervasivas y se
reconoce la textura original de la roca alterada.

C.- VETAS Y VENILLAS CONTOLADAS
POR LA ATERACION
DE ALTERACION CON STOCK WORK
DESCRIBE ALTEREACIONES EN DALVANDAS Ó HALOS A LO LARGO DE ESTRUCTURAS

D.- ALTERACION
VUG-SILICA
Generación de espacios
vacíos producto de
soluciones alteraciones
hipógenas, para
posteriormente ser
rellenadas con minerales

IDENTIFICACION DE LOS ENSAMBLES
MINERALOGICOS DE ALTERACIÓN
Los minerales producto de alteración se pueden formar en
rocas de grano fino
La textura original puede ser destruida, y los nuevos
minerales forman mosaicos de intercrecimientos ó
agregados productos de alteración
Pueden estar presentes alteraciones de diferentes fases
con presencia de sobreimpresiones (OVERPRINTED)
Zonas de alteraciones gradacionales en zonas de contactos

PROCEDIMIENTO PARA LA IDENTIFICACIÓN
DE ALTERACIONES HIDROTERMALES
Procedimiento de Campo
- Conocimiento de las unidades litológicas
- Cuantificación y Descripción de las alteraciones
Procedimiento de Laboratorio
- Equipos ópticos
- Equipos avanzados

CLASIFICACIÓN DE LAS ALTERACIONES
HIDROTERMALES
• Alteración Potásica:
Principalmente feldespato
potásico y/o biotita, con
minerales accesorios
como cuarzo, magnetita,
sericita, clorita.
-T° entre 400° y 800°C
- pH neutro - ácido

• Alteración Propilítica:
Principalmente cloritaepidota
con o sin albita,
calcita, pirita, con mxs.
Accesorios como cuarzo,
magnetita. Ocurre
generalmente como halo
gradacional y distal de una
alteración potásica.
- T° entre 200° y 250°C
- pH neutro a alcalino

• Albitización: asociado con alteración propilítica
de alta temperatura, ocurre por lo general como
reemplazo selectivo de plagioclasas junto con
actinolita
• Alteración cuarzo-sericita: principalmente
cuarzo y sericita con mxs. accesorios como
clorita, illita y pirita.
- T° entre 100 y 250°C
- pH entre 5 y 6

• Alteración Argílica
Moderada:
Caracterizada principalmente
por arcillas y mayor o menor
presencia de cuarzo.
- T° entre 150 y 300°C
- pH entre 3 y 4

• Alteración Argílica
Avanzada:
Principalmente cuarzo
residual (cuarzo oqueroso
o “vuggy silica”) con o sin
presencia de alunita,
jarosita, caolín y pirita.
- Amplio rango de T°
- pH entre 1 y 3.5

• Alteración carbonatada: caracterizada por
calcita, dolomita, con mayor o menor
sericita, pirita y/o albita
- amplio rango de T° y pH
• Alteración calcosilicatada: silicatos de Ca
y Mg dependiendo de la roca huésped,
caliza o dolomita
- condiciones de pH neutro a alcalino a
distintos rangos de T°

Condiciones de pH y T°
de los distintos tipos de
alteración.

Minerales Primarios y Minerales Producto de Alteración

Minerales Primarios y Minerales Producto de Alteración

El comportamiento típico de los elementos mayores durante la alteración hidrotermal en
rocas volcánicas reaccionando con un fluido caliente son los siguientes:

Minerales Originales y productos de alteración en rocas volcánicas que han
reaccionado con un fluido hidrotermal

TIPOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL

Feldespatos Alcalinos
Los Minerales Feldespáticos
Plagioclasas
onoclínicos Composición Triclínico Composición
Ab An
rtoclasa (kNa)AlSi3O8 100 0
Albita 0 10
anidina ( KNa)AlSi3O8 90 10
Oligoclasa 10 30
dularia (KNa)AlSi3O8 70 30
Andesina 30 50
riclínico 50 50
Labradorita 50 70
icroclína (KNa)AlSi3O8 30 70
Bytownita 70 90
nortoclasa (NaK)AlSi3O8 10 90
Anortita 0 100

Distribución aproximada de los Feldespatos en el Sistema Ternario Or-
Ab-An
Or=100
Plagioclasas
Albita
Anortita
Oligoclasa Andesina Labradorita Bytownita
Ab=100
10 30 50 70 90
An=100

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
Formación de nuevos minerales a partir de la lixiviación de cationes

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
A. ALTERACION POTASICA

RESUMEN DE ALTERACION POTASICA

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
B. ALTERACION PROPILITICA

RESUMEN DE ALTERACION PROPILITICA

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
B. ALTERACION ARGILICA
Las asociaciones mineralógicas características son:

RESUMEN DE ALTERACION ARGILICA

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
D. ALTERACION FILICA ( CUARZO SERICITA)

RESUMEN DE ALTERACION FILICA

CLASIFICACIÓN DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL
E. ALTERACION ARGILICA AVANZADA

RESUMEN DE ALTERACION ARGILICA AVANZADA

PROCESOS DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL

CAMBIOS MINERALOGICOS DURANTE LOS PROCESOS DE
ALTERACIÓN HIDROTERMAL

CAMBIOS MINERALOGICOS DURANTE LOS PROCESOS DE
ALTERACIÓN HIDROTERMAL

CAMBIOS MINERALOGICOS DURANTE LOS PROCESOS DE
ALTERACIÓN HIDROTERMAL
Para el caso de biotita, el proceso de alteración produce usualmente clorita, la que a su vez
pasa a caolinita en condiciones lixiviantes fuertes.
En ambientes potásicos la clorita puede dar paso a sericita; en ambos casos el proceso esta
acompañado de cationes de Mg, Fe.

CAMBIOS MINERALOGICOS DURANTE LOS PROCESOS DE
ALTERACIÓN HIDROTERMAL

ESCALA DE ESTABILIDAD DE MINERALES DE ALTERACION
SEGÚN TEMPERATURA Y ACIDES
C °
600 ---
ACIDO
pH 7
ALCALINO
550 ---
500 ---
450 ---
400 ---
A
ortoza
biotita
sericita
epidota
wollastonita
escapolita
350 ---
300 ---
250 ---
200 ---
150 ---
100 ---
caolinita
alunita
B
clorita
sericita
grupo de illita
C
calcita
y
otros carbonatos
50 ---
0 ---
A
B
C
FACIES ALTERACION POTASICA
FACIES ALTERACION ARGILICA
FACIES ALTERACION PROPILITICA
ZONA SERICITICA
ZONA CLORITICA