Transporte de Metales Los metales son insolubles como iones simples y consecuentemente son transportados como complejos. Complejos Clorurados, Complejos Sulfurados

Precipitación

Alteración Hidrotermal

Alteración Hidrotermal

Alteración Hidrotermal Involucra presencia de fluidos calientes (endógenos o exógenos) Respuesta mineralógica: Cambio Textural y/o Químico Condiciones de cambio: Temperatura, Metasomatismo Ocurre mediante: - transformación de fases minerales -crecimiento de nuevos minerales, disolución de minerales y/o precipitación. -reacciones de intercambio iónico entre los minerales constituyentes de una roca y el fluido caliente que circuló por la misma.

Alteración Hidrotermal Composición litológica  influencia en la mineralogía hidrotermal: efecto menor que permeabilidad, temperatura y composición del fluido. Tº y pH del fluido  factores más relevantes en la asociación mineralógica resultante de los procesos de alteración hidrotermal. No todos los minerales responden igual ante determinadas condiciones hidrotermales (p.e. El olivino y el Qzo) Característica AH: conversión de un conjunto mineral inicial en una nueva asociación de minerales estable bajo condiciones hidrotermales de temperatura, presión y composición de fluidos.

Alteración Hidrotermal Involucra circulación de volúmenes relativamente grandes de fluidos calientes atravesando las rocas permeables  presencia de fisuras o poros interconectados. fluido  considerablemente fuera de equilibrio termodinámico con las rocas adyacentes  modificaciones en la composición mineralógica original de las rocas Factores: - TEMPERATURA: más caliente > efecto sobre la mineralogía original. -COMPOSICIÓN DEL FLUIDO (pH): menor pH, mayor efecto (hidrólisis). -PERMEABILIDAD: fluidos  fracturamiento hidráulico de las rocas  PERMEABILIDAD SECUNDARIA - DURACIÓN Y VARIACIONES INTERACCIÓN AGUA/ROCA: mayor volumen circulación aguas calientes y mayor tiempo  modificaciones mineralógicas más completas. COMPOSICIÓN DE LA ROCA: distintos minerales tienen susceptibilidad  a ser alterados. Alteraciones intensas  mineralogía resultante esencialmente independiente del tipo de roca original (obliteración de la textura original).

Alteración Hidrotermal La T y composición del fluido hidrotermal son los factores más importantes. Alteración Pervasiva se refiere a aquella en que una roca está completamente alterada en todo su volumen

Alteración Hidrotermal Procesos debidos a la alteración hidrotermal -Depositación directa: minerales se depositan directamente a partir de soluciones hidrotermales  fluido pueda moverse dentro de rocas Ej: diaclasas, fallas, fracturas hidráulicas, discordancias, zonas brechosas, huecos, poros y fisuras. -Reemplazo: Minerales de las rocas inestables a ambiente hidrotermal  reemplazo por nuevos minerales estables en nuevas condiciones. -Lixiviación: Componentes químicos de las rocas  extraídos por fluidos hidrotermales al atravesarlas (cationes metálicos)  deprimida en dichos componentes o lixiviada. Ej: Textura cuarzo Oquerosa (Vuggy Silica): condensación vapor acidificado por oxidación de H2S  H2SO4

Alteración Hidrotermal Reacciones de Hidrólisis Estabilidad de feldespatos, micas y arcillas en procesos de alteración hidrotermal es comúnmente controlada por hidrólisis: Minerales a solucion: K + , Na + , Ca 2+ , y otros cationes H +: fases sólidas remanentes. La hidrólisis es una reacción de descomposición que involucra la participación de agua. Determinada por un ambiente de creciente acidez (menor pH) Importantes en procesos de alteración hidrotermal y algunos tipos de alteraciones son el resultado de distinto grado de hidrólisis de los minerales constituyentes de las rocas. Concepto de Buffer

Reacciones de Hidrólisis Andesina sericita 0.75 Na2CaAl4Si8O24 + 2H + + K + = KAl3Si3O10(OH)2 +1.5 Na+ + 0.75 Ca 2+ + 3SiO2 Sericita (mica potásica) caolinita KAl3Si3O10(OH)2 + H + + 1.5 H2O = 1.5 Al2Si2O5(OH)4 + K + Andesina caolinita cuarzo Na2CaAl4Si8O24 + 4H + + 2H2O = 2 Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2Na + + Ca 2+ Sericita alunita cuarzo KAl3Si3O10(OH)2 + 4H + + 2SO 2- = KAl3(SO4)2(OH)6 + 3SiO2 ácido sulfúrico

Alteración Hidrotermal Clasificación de Alteración Hidrotermal Método más simple  utilización del mineral más abundante y más obvio en roca alterada. Denominación Presencia dominante de Silicificación sílice o cuarzo Sericitización sericita Argilización minerales de arcilla Cloritización clorita Epidotización epidota

Alteración Hidrotermal Clasificación de Alteración Hidrotermal (Meyer y Hemley, 1967) Potásica: Alteración de plagioclasas y minerales máficos a feldespato potásico y/o biotita. Intercambio catiónico (cambio de base) con la adición de K. Ocurre en condiciones de pH neutro o alcalino a altas temperaturas: Alteración Tardimagmática y se presenta en la porción central o núcleo de zonas alteradas ligadas al emplazamiento de plutones intrusivos. Propilítica: Presencia de epidota y/o clorita, comúnmente se presentan también albita, calcita y pirita. Bajo grado de hidrólisis de los minerales de las rocas Sericítica o cuarzo-sericítica: Afecta a ambos feldespatos transformados principalmente a sericita y cuarzo, con cantidades menores de caolinita.

Alteración Hidrotermal Clasificación de Alteración Hidrotermal (Meyer y Hemley, 1967) Argílica Intermedia: Importantes cantidades de caolinita, Montmorillonita, smectita o arcillas amorfas reemplazando a plagioclasas. Puede haber sericita acompañando a las arcillas; el feldespato potásico fresco argilizado. Grado más alto de hidrólisis relativo a la alteración propilítica. Argílica avanzada: Minerales transformados a dickita, caolinita, pirofilita, diásporo, alunita y cuarzo. Ataque hidrolítico extremo de las rocas

Clasificación de Alteración Hidrotermal Alteración tipo skarn: transformación de rocascarbonatadas (calizas, dolomitas) a minerales calcosilicatados en zonas adyacentes a intrusivos. Presencia de granates (andradita y grosularita), wollastonita, epidota, diópsido, idocrasa, clorita, actinolita. Carbonatos Magnésicos (dolomitas): incluye: forsterita, serpentina, talco,tremolita, clorita. La alteración tipo greissen caracterizada por la asociación: muscovita, feldespato, cuarzo, topacio y/o turmalina. Se asocia a facies neumatolíticas de rocas graníticas y ocurre a temperaturas mayores a 250°C, generalmente en porciones apicales o cúpulas de batolitos graníticos, donde se atribuye a la acumulación de volátiles provenientes del magma o por incorporación de fluidos provenientes de la deshidratación de rocas intruidas.

Alteración potásica

Alteración fílica o cuarzo-sericítica

Zonación de alteración en Bajo de la Alumbrera

Corbett y Leach, SEG Special Publication N° 6

Fuentes de Fluidos Hidrotermales En la mayoría de depósitos de origen hidrotermal se sabe hoy en día que los fluidos hidrotermales participantes son en su mayoría de origen magmático, y que son los que contienen metales a ser depositados según las condiciones termodinámicas de éste. La pregunta obvia entonces es en que momento y por qué se separa o fracciona una fase hidrotermal de una fase magmática y como y por qué es capaz de secuestrar metales desde el magma.

Primera Ebullición En condiciones de alta presión y temperatura, el agua es altamente soluble en un magma, solubilidad que decrece fuertemente con el descenso de presión. Magmas máficos son capaces de disolver menor cantidad de agua que los magmas félsicos. La pérdida de solubilidad en el magma y la consecuente exsolución (separación) del agua desde la fase magmática es denominada "primera ebullición“.

Segunda Ebullición (Ebullición Retrograda) Otro proceso de exsolución de agua más relevante para la formación de depósitos minerales es la denominada “segunda ebullición", la cual ocurre durante la cristalización de un magma. Se le denomina segunda ebullición porque ocurre durante enfriamiento del magma que conduce a su cristalización. Este proceso será más rápido y violento a mayor velocidad de cristalización/enfriamiento. La fase hidrotermal exsuelta está inicialmente en un estado supercrítico a temperaturas magmáticas, pero al enfriarse e intersectar su solvus se separará en una fase vapor y una fase líquida salina (salmuera), con altos contenidos de Na y Cl.

Dependiendo de las condiciones físico-químicas imperantes en el magma en cristalización, los metales como el Cu, Zn, Pb, Au, Ag, etc. tendrán un comportamiento compatible o incompatible. Si su comportamiento es compatible serán incorporados a la fase cristalina como trazas en minerales formadores de roca. Si se comportan como incompatibles, como ocurre en magmas oxidados, se particionarán a la fase fluida y estarán disponibles para participar en los procesos hidrotermales formadores de depósitos minerales.

Segunda Ebullición y Generación de Fluidos Hidrotermales Separación masiva y violenta de una fase hidrotermal será capaz de secuestrar metales antes de que entren a formar parte de minerales formadores de roca. Esto implica que mientras menos cristalizado este un magma antes de que comience cristalización masiva y rápida, mejor probabilidad de extraer altos contenidos de metal existen. La convergencia de parámetros geológicos, tectónicos y termodinámicos durante el emplazamiento de magmas será de gran relevancia en la optimización de procesos hidrotermales capaces de secuestrar metales desde un magma.

Fuentes de Agua e Hidratación de Magmas Parentales Formación de aguas magmáticas de tipo arco en sistemas volcánicos y geotermales