Alteracion Hidrotermal 05 2000 Completo

7/23/2019 Alteracion Hidrotermal 05 2000 Completo

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ALTERACION HIDROTERMAL

Autor : Franco PirajnoTraducido por : Alberto Aranda Vercelli.

Introduccin.-

La alteracin hidrotermal es un proceso muy complejo que involucra cambiosmineralgicos, qumicos y teturales, resultado de la interaccin de !luidos de aguascalientes con las rocas cincundantes que les permiten el paso, bajo ciertas condiciones!isico"qumicas. La alteracin puede ocurrir en condiciones magm#ticas subslidasdebido a la accin e in!iltracin de !luidos supercrticos al interior de la masa rocosa. $onuna baja presin y temperatura, la esolucin de las !ases acuosas y gaseosasconstituyen las solucions !idrotr"als y act%an sobre las rocas circundantes,produciendo cambios como resultado del desequilibrio producido por el H#$ OH-y otrosconstituyentes vol#tiles como el %& CO'$ F.

&n esencia, los !luidos hidrotermales atacan qumicamente a los constituyentesminerales de la roca caja, con tendencia a un re"equilibrio, !ormando nuevos ensamblesmineralgicos que est'n en equilibrio con las nuevas condiciones. &ste proceso es una!orma de Mtaso"atis"o. (or ejemplo el cambio de los componentes qumicos entrelos !luidos y la roca caja. )in embargo es posible que los !luidos envueltos cambien sucomposicin como resultado de esa interaccin con la roca caja. Los principales !actoresque controlan los procesos de alteracin son () la naturale*a de la roca caja+ ') lacomposicin de los !luidos+ *)concentracin, actividad y potencial qumico de los !luidoscomponentes, como son H#& CO'& O'& +#& ,'etc, tambi'n llamados operadores por Ros$ %urt (/)& Hnl$ $ Ellis (0*)& elloscreen que los productos de alteracin en lossistemas epitermales no dependen mucho de la composicin de la roca caja, siendo m#s

importante la permeabilidad, temperatura y composicin de los !luidos. &llos citan porejemplo, que en un rango de temperatura entre - a /0c, similares ensamblesmineralgicos Cuar1o-Al2ita-FP+s-E3idota-Illita-Calcita-Pirita)& son !ormados en losbasaltos, areniscas, riolitas y andesitas. 1tros autores, sin embargo, dan 'n!asis al rol!undamental jugado por la naturale*a y composicin de la roca caja en los procesos dealteracin hidrotermal, particularmente en los sistemas por!irticos.

La accin de los !luidos hidrotermales sobre la roca caja es por in!iltracin y2odi!usin de elementos qumicos 3Ros $ %urt (/). La circulacin hidrotermal y laalteracin relacionada, generalmente envuelve grandes cantidades de !luidos que pasana trav's de un volumen de roca, especialmente si tiene una considerable permeabilidaden !orma de !racturas o espacios porosos conectados. (eque4as cantidades de !luidostienen menos o insigni!icantes e!ectos, como ocurre en los sistemas hidrotermalesmetamr!icos, donde la cantidad de !luidos en relacin con la roca, donde por ejemplo elratio entre agua2roca 45r) es peque4a y los depsitos minerales resultantes sonpeque4os, con una mnima alteracin en la roca caja. La interaccin entre el agua y laroca as como la intensidad de alteracin es, entre otros, una !uncin del ratio agua2roca.&ste ratio es un par#metro importante porque ello a!ecta el grado de intercambio con laroca caja. &n los sistemas hidrotermales el ratio entre a6ua5roca, tiene un rango entre7.( a 8& con un bajo lmite obtenido cuando toda el agua libre es absorbida por losminerales !idratados Hnl$ ad Ellis (0*). &l intercambio de los istopos de oigenodurante la interaccin a6ua5rocapermite poder calcular el radio 45r, lo que !ue discutidopor Ta$lor (/8)para varias rocas granticas con circulacin de aguas metericas las

mismas que circulaban dentro de un gran volumen de rocas. $uando el ratio 45r de estevolumen es calculado entre 7.( a *.7&Hnl$ and Ellis (0*) reportan valores de 7./ a


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'.7 45rpara los campos geotermales de 5ueva 6elandia.

Mtaso"atis"o dl Ion Hidro6no Intrca"2io d %as

7idrlisis e hidratacin son t'rminos de!inidos en el conteto de los procesos de

alteracin hidrotermal. 7idrlisis o metasomatismo del 8on 7idrogeno es un importante!enmeno que involucra la descomposicin ionica del agua como H#$ OH-.

&n la alteracin hidrotermal el H# OH-)es consumido durante la reaccin de losminerales silicatados con cambios en el ratio H#5 OH-. &l origen de los iones de H#puedeestar en las reacciones subslidas durante el metasomatismo alcalino, agua o #cidos enla solucin hidrotermal. La conversin de silicatos anhidros a hidratados 3como las micasy arcillas9 es una reaccin que consume H# y pone en libertad iones met#licos en elinterior de la solucin. &ste cambio a!ecta el 3Hde la solucin y puede as, disolver oconservar los cationes en solucin. &sto est# relacionado a la disociacin de complejosconteniendo H#& el grado de asociacin de componentes como el NaCl yconsecuentemente la !ormacin de cloruros complejos y la solubilidad de los elementos

met#licos 9uil2rt and Par (0;). n tpico ejemplo del metasomatismo del 8on7idrogeno o descomposicin hidroltica del !eldespato, est# dado por:

(.< +Al,i*O0# H'O = 7.< +Al*,i*O(7OH)' # +## *,iO'# OH->Flds3ato + Mica-+ Cuar1o

H# # OH- = H'O

La suma de la primera y segunda reaccin dan por resultado:

(.< +Al,i*O0# H'O = 7.< +Al*,i*O(7OH)' # +## *,iO'

$omo puede verse en la reaccin, se tiene que +#es liberado y H#es consumido.La hidratacin trans!iere agua molecular de la solucin al mineral y a menudo acompa4aa la hidrlisis. n tpico ejemplo es la conversin de olivino a serpentina, de acuerdo a :

' M6',iO8# H'O # 'H#= M6*,i'O*OH)8# M6'#

Oli?ino ,r3ntina

La reaccin donde un cation es reempla*ado por otro en un mineral es llamadacambio de base, como por ejemplo en la conversin de microclina a albita, donde el Nareempla*a al +con la siguiente reaccin:

+al,i*O0# Na# = NaAl,i*O0# +#

Microclina Al2ita

&n suma, en el metasomatismo del 8on hidrogeno, la hidratacin y el cambio debase controlan la estabilidad de los minerales silicatados, el 3H de la solucin y latrans!erencia de cationes en la solucin. &llos son responsables de los ensamblesmineralgicos en las altracions 3ro3il@tica& ar6@lica& sric@tica o @lica $ 3otBsica>con sus tpicos ensambles mineralgicos en los depsitos hidrotermales. &n las #reas deuna intensa descomposicin hidroltica o metasomatismo del 8on 7idrogeno, de silicatos,est#n generalmente rodeados por una alteracin propiltica donde los !enmenos dehidratacin 3adicin de agua y $19 son dominantes.


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Procso u@"ico rlacionado con l Mtaso"atis"o dl Ion Hidro6no

&l metasomatismo del 8on 7idrogeno y la reaccin de intercambio de base esconsiderado para ()rocas con !eldespatos dominantes+ ')rocas de composicin m#!ica y*)rocas ricas en calcio y carbonatos.

Raccions n lds3atos $ Mica-+

Las reacciones que ocurren en los !eldespatos durante el metasomatismo del 8on7idrogeno son detalladas por Ha"l$ $ ons (;8)en sus estudios eperimentalescon soluciones clorhdricas acuosas. Las reacciones eperimentales determinadas paralos sistemas que contienen + $ Na de Ha"l$ $ ons (;8) son consideradas acontinuacin:

a9 ,ist"as +'O-Al'O*-,iO'-H'O

La !ormacin de sericita, por ejemplo, puede ser epresada de la siguiente manera:

*+Al,i*O0# 'H# = +Al*,i*O(7OH)'# '+## ;,iO'Microclina Mica + Cuar1o

7./


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$urvas eperimentales de equilibrio para un sistema como el mostrado en la i6.8.I.a& en el cual se observa la evolucin de la aolinita es !avorecida por la bajatemperatura y un cation de bajo radio cation5H#).

b9 ,ist"a Na'O-Al'O*-,iO'-H'O:

(.


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Las normas de alteracin de rocas contienen !eldespato dominante y alto cuar*ose observa en la i6. 8.'.La silica derivada de los silicatos por el metasomatismo delhidrgeno no cristali*an en la *ona de alteracin, pero se di!unden a trav's de loscanales, donde parte de ella puede quedar como remanente en la *ona de desarrollo dela sericita

c9 ,ist"a :+'O-Na'O-Al'O*-,iO'-H'O

Los trabajos deH"l$ $ ons& no incluyen sistemas conteniendo sul!uros+ enellos, la oidacin del H', se dirige a la !ormacin del #cido sul!%rico H',O8)& dondeact%a como un poderoso agente de liiviacin activo en bajas temperaturas en unambiente volc#nico a subvolc#nico, como el incluido en el croquis del capitulo =. Lalii?iacin Bcida s rs3onsa2l d la altracin ar6@licacom%nmente vista en losdepsitos minerales epitermales y muchos sistemas por!irticos.

H"l$ t al& (;) reali* estudios eperimentales en un sistema de cincocomponentes, incluyendo las relaciones de estabilidad del lds3ato 3otBsico&"usco?ita& aolinita $ alunitaen !uncin de la actividad del H',O8 y+',O8. La alunitaes un mineral clave en el sistema considerado, siendo as un importante componentecom%n buscado en los depsitos epitermales de 1ro y (lata ricos en sul!uros. La alunitaes en consecuencia com%nmente buscado como mineral asociado a los depsitos 7ot)prings, lagunares y de !umarolas en terrenos volc#nicos, donde se !orman venas,cuerpos lenticulares y masas de rocas casi completamente reempla*ado por ellos. nejemplo espectacular de la !ormacin de alunita puede ser visto en los campos de(hlegrean 3(hlegrean !ields9, cerca de 5aples y en La Tol!a al norte de >oma 38talia9. Laalunitaes generalmente asociada con el o3alo& aolinita& dicita& sricita& 3iroilita $diBs3ora.(orque en una intensa liiviacin, asociada con la presencia de alunita, la

*ona de liiviacin es tpicamente porosa y silicosa. &sta slice sin embargo, es residual yno debe ser con!undida con el material )inter 3seccin =.;.9. Las reaccionesrelacionadas a H"l$ t al+ en sus trabajos eperimentales son:

+Al*,i*O(7OH)'# 8H## ',O8'-= +Al*,O8)'OH); # *,iO'> Mica + Alunita

*Al',i'O


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podemos ver que el lds3ato 3otBsico-"usco?ita-alunita& tiene puntos invariablespor su alto contenido de potasio y por consiguiente solo raramente ocurren en lossistemas naturales 3H"l$ t al. (;). La alunitaes buscada como un !actor tpico enrocas que han sido sujetas a un etenso metasomatismo del ion hidrgeno, donde ladestruccin de cada !eldespato es seguida por la !ormacin de "ica+, minerales dearcillas $ 3iroilita. La reaccin que envuelve al lds3ato-+es :

*+Al,i*O0# ;H# # ',O8'-= +Al*,O8)'OH);# '+## ,iO'Raccions n ,ilicatos d F-M6 $ Alu"ino-,ilicatos.

La actividad hidrotermal en un ambiente de piso submarino involucra lapenetracin de agua de mar a trav's de las !racturas de la costra oce#nica. &sta agua setorna caliente, produciendo una serie de reacciones que envuelven al metasomatismo dehidrgeno, causando que los !luidos avancen progresivamente, reducido y enriquecidopor los metales removidos de la roca. &stos metales ingresan generalmente como unasolucin de co"3ljos clorurados. La permeabilidad de la costra oce#nica !acilita la

penetracin de agua de mar en vastas #reas, tal que, aparte del actual sistema deminerali*acin de reaccin de baja intensidad s3cial"nt !idratacin) resulta enun progresivo metamor!ismo del piso oce#nico ,3oonr and F$ (/*), !luctuando de1olitas a un ensamble de !acies esquistos verdes conteniendo cloritas& s"ctitas&actinolita& sr3ntina& etc. &n el interior de esta *ona de metamor!ismo est#superpuesta la alteracin hidrotermal snsu strictu& o sistema metamor!ico geotermal de,3oonr $ Fi, el cual es parte de una porcin de la minerali*acin. La solucinmetal!era es descargada sobre el piso oce#nico en !racturas continuas y venas. &n estava, cuerpos de sul!uros masivos y diseminados son !ormados siguiendo las !racturas delas rocas de la costra oce#nica, donde variadas reacciones tienen lugar, o en espacioscerrados donde la intras a6ua "arina - roca, produ*ca otras variadas reacciones,depositando en adicin a los sul!uros, idos de F $ Mnen respuesta al contacto de los

!luidos hidrotermales con aguas de mar oigenadas y !ras. &ste es el caso de lassalmueras como las del ?ar >ojo donde la precipitacin de sul!uros dominantes, ocurre


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parcialmente causada por la de!iciencia en oigeno en la depresin del piso marino%onatti (/0)&y parcialmente por el contraste de densidad entre la salmuera sul!urosa yel agua de mar.

n esquema de las reacciones hidrotermales en el ambiente del piso submarino ysus productos es ilustrado en la !ig. ;.;, tomado de un ecelente artculo en A"rican,cintiic 3or Ed"ond and Gon Da"" (0*).

&n esta !igura el agua marina contiene los iones indicados en el punto


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Los t'rminos usados para describir y clasi!icar las alteraciones hidrotermalespueden ser epresadas en !uncin de: el reconocimiento del 3los9 ensamble3s9mineralgico3s9+ y los cambios qumicos.

Los cambios qumicos indican la qumica de los !luidos envueltos en el proceso dealteracin incluyendo el metasomatismo del ion !idr6no&metasomatismo alcalino y elmetasomatismo de %oro $ Fluor, etc. &n adicin a lo anteriormente dicho, los estilos dealteracin adquiridos dentro, consideran la intensidad, !orma y caractersticas del!enmeno. Los t'rminos como d'bil, moderado, !uerte, penetrante, etenso, nopenetrante, son bien conocidos y !recuentemente usados. &stos t'rminos generalmenteusados se re!ieren al estado de conservacin de la roca original, ahora lejos de unproceso de alteracin avan*ado, ambos en escala de un simple mineral o a escalaregional.

9uil2rt $ Par (0;)proponen usar los siguientes smbolos para caracteri*arlos tipos de alteracin :

n m'todo emprico es usado por Moor $ Nas! (/8)& para determinar la

alteracin a sericita de las plagioclasas especi!icando los rangos del < al - para rocas noalteradas y completamente alteradas respectivamente.

8.*.( Estilos d altracin.

Los principales estilos de alteracin son : 3ntrants& slcti?a"nt3ntrants $ no 3ntrants. La alteracin penetrante es caracteri*ada por elreempla*amiento de la mayora o todos los minerales originales !ormadores de la roca.&sto resulta de la total o parcial o2litracinde la tetura original. La alteracin tipo3ntracin slcti?a se re!iere al reempla*amiento minerales espec!icos, por ejemplola clorita r"3la1ando a la 2iotita, o sricita r"3la1ando a las 3la6ioclasas. &neste caso la tetura original es preservada. &n la alteracin de tipo no penetrante,

solamente peque4as porciones del total del volumen de la roca ha sido a!ectada por los!luidos de alteracin.

&videntemente, la alteracin de penetracin selectiva, disminuye en estacategora, como son !racturas o venillas que controlan la alteracin. Cinalmente como sunombre implica, los minerales de alteracin son con!inados dentro de una distancia !rentea venillas o !racturas. &l estilo de alteracin alrededor de venillas o !racturas puede sercontrolada por una 3ntracin o 3ntracin slcti?a. &jemplos de esos estilos dealteracin son mostrados en los 6rBicos 8. $ 8.(7.La intensidad de la alteracin,contin%a siendo m#s subjetiva, es generalmente usada como un t'rmino de campoconveniente. (udiendo ser usado como d'bil, moderada o !uerte. >e!erente al estadode intensidad del reempla*amiento de las !ases minerales en una roca y al estado de

destruccin de las teturas de la roca en cuestin. 'bil a baja intensidad pueden serusados cuando pocos de los minerales originales han sido reempla*ados por peque4as o


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no, modi!icaciones de la tetura original ,i"s (08).

8.*.' Ti3os d Altracin.

&n esta seccin vamos a seguir con la discusin de los tipos esenciales de

alteracin basados sobre reconocimientos y reportes de M$r $ H"l$ (;/) $ Ros$ %urt (/). 5osotros no podemos concentrarnos en 'ste tipo de alteracin y reglas,de depsitos hidrotermales espec!icos, pues los veremos posteriormente en otroscaptulos. Aqu vamos a generali*ar en una va, los tipos de alteracin resultantes de lainteraccin de soluciones hidrotermales con la roca caja como algo revelado ysobreentendido, de una gran variedad de depsitos minerales hidrotermales y entoncescada tipo discutido puede ser aplicable solo si el ambiente es conveniente y relacionadoal tipo de depsito considerado.

(ara comen*ar, es importante reiterar que las alteraciones hidrotermalesenvuelven una serie de procesos metasom#ticos y reacciones de cambio de base, por

cuya ra*n los #lcalis y el metasomatismo del H#

, es de particular importancia,especialmente en los sistemas hidrotermales relacionados a rocas gneas. La mayora de


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los procesos hidrotermales pueden ser relacionados a las actividades de los #lcalis ehidrgeno.

La conein entre las soluciones hidrotermales y los modelos de cuerpos gneos!ueron introducidos en el captulo =. Aqu vamos a tratar lo concerniente a los e!ectosproducidos sobre la roca caja por los cambios qumicos y las soluciones hidrotermalescomo resultado de las variaciones del a+#5aH# ratio+ por ejemplo las actividades de losiones de potasio +# H#en el sistema. &ste ratio decrece como un sistema que involucrabajas temperaturas y presiones. &n otras palabras, con el incremento del H# losprocesosde alteracin metasom#tica aspiran a mover los #lcalis hacia la argili*acin en un tericodesarrollo continuo del sistema.

&ste concepto se muestra en el esquema de la i6ura 8.


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;77 CK. Los ensambles comunes son lds3ato 3otBsico-2iotita-cuar1o+ lds3ato3otBsico-cloritas+ lds3ato 3otBsico-2iotita-"a6ntita+ acompa4ados porcantidades variables de otros minerales como al2ita-sricita-an!idrita-a3atito ytambi'n ocasionalmente rutilo, derivado de la descomposicin de la 2iotita. &llds3ato 3otBsico d la 1ona 3otBsica s caractr@stica"nt d color roji1od2ido a di"inutas inclusions d !"atita. La i6ura 8.( $ 8.'ilustran ejemplos dela alteracin pot#sica. La i6ura 8.;a& sumari*a la asociacin mineralgica pot#sicasobre un diagrama de !ases ACF-A+Fpublicado por M$r $ H"l$ (;/).

En la oto s a3rcia un cristal d !orn2lnda r"3la1ado 3or di"inutos cristals d

2iotita scundaria. EstBn aco"3aJados 3or cuar1o& cloritas $ 2iotita 3ri"aria.

Altracin Pro3il@tica.


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(ropilita es un antiguo t'rmino usado para describir a rocas volc#nicas alteradas.La alteracin propiltica est# caracteri*ada por la adicin de H'O y CO' y localmentea1ur, con un apreciable metasomatismo de H#. Los minerales tpicos son: cloritas&3idota& car2onatos& al2ita& lds3ato 3otBsico $ 3irita. &n lugar de sricita, se tienelos idos d F& "ont"orillonita $ 1olitasson tambi'n comunes. La presin biende!inida y campos de temperatura estables de los minerales de 1olitas marcan unimportante monitoreo de temperaturas y pro!undidades. &ste rasgo es particularmenteimportante en sistemas epitermales, siendo posible la eploracin por los gelogos a !inde medir la proimidad de la !uente caliente y *ona de ebullicin donde altos contenidosde minerali*acin de 1ro pueden ser encontrados.

Los siguientes minerales han sido tomados de la tabla PIMA ,PECTRApara los,ist"as Minrals d Altracin Hidrotr"al (8):

Las arcillas 3!ilosilicatos9 incluyen los siguientes grupos:

- Erupo de la Fandita:" Faolinita Al1=.)i1.71" Anauita Al1=.= G )i1.71" ic@ita Al1=.)i1.71" 5acrita Al1=.)i1.71" 7alloysita Al1=. G )i1. G 71" 7idrohalloysita Al1=. G )i1.; G 71" Alo!ana Al1=.)i1.n71

- Erupo de la 8llita

" 8llita FAl3179HAl)i=31,179


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Las 1olitasde los sistemas hidrotermales son las menos estudiadas, pero sesabe que la c!a2asitacristali*a a T $ Pm#s baja que el resto de las 1olitas3Kal@er


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Altracin [email protected] Flds3atos altrados 3or 3idota $ 2iotitas altradas 3or cloritas& s nota ad"Bs

una d2il altracin d los lds3atos 3or arcillas $ la "atri1 altrada 3or cloritas con una d2il siliciicacin.

Altracin F@lica ,ricita) $ 6risni1acin.

La alteracin !lica o sericiti*acin es tpica de un ensamble cuar1o-sricita-3irita

,P). Las !ases minerales usualmente asociadas con la alteracin ,P son ellds3ato 3otBsico& +aolinita& calcita& 2iotita& rutilo& an!idrita $ a3atito. &sta

alteracin grada hacia el interior hacia el tipo pot#sico, por incremento dl lds3ato3otBsico $5o 2iotita, y hacia el interior tiende a una alteracin de tipo arglico porincremento en las cantidades de minerales de arcillas. &l incremento en la cantidad deto3acio& tur"alina& cuar1o $ 1un$itaes precursor de una alteracin tipo greisen. Laalteracin. La alteracin ,Pes uno de los m#s comunes tipos de alteracin hidrotermal.&llos est#n presentes en mayores cantidades en todos los depsitos hidrotermales,procedentes de Arcos Volc#nicos, )ul!uros masivos y !ilones de cuar1o-Oroen sistemasepitermales recientes. La re!erida sericita en granos !inos dioctahedrales de micasblancas Musco?ita& 3ara6onita& n6ita& uc!sita& roscolita). A%n cuando lassricitasno son marcadamente di!erentes de la "usco?ita, ellos son reportados por losaltos contenidos en ,iO'& M6O $ H'O y bajo contenido en+'O Dr t al. (;/). Jajo el

microscopio la sricitapuede ser con!undida con la 3iroilita o con similar lo6o3itay ladi!raccin de rayos M y los an#lisis con ?icrosonda pueden ser necesarios para unamarcada identi!icacin positiva. Las !idro"usco?itas illitason tambi'n asociadas con


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este tipo de alteracin, ya que en su !ormacin altos contenidos de H'O y +'Oest#npresentes, considerando que !inalmente son micas intercrecidas con minerales dearcillas Dr t al (;/). La alteracin serictica es esencialmente ocasionada por ladesestabili*acin de los !eldespatos en presencia de H#& OH-& + $ ,para !ormar cuar1o&"ica 2lanca& 3iritay algunos granos de calco3irita3los sul!uros pueden contener hastaun N por volumen9. &n el proceso Na& M6& Ti&Fy algo de +son liiviados !uera. nesquema de la alteracin ,Pse muestra en la i6ura 8./&si bien el ensamble mineralen relacin al diagrama de !ases ternario ACF-A+Fse muestra en la i6ura 8.;c.

Nu?os Minrals For"ados

H#

+

H## OH- +& C Ca

Na

H#& , +& M6& Ti& F $ 1tros metalesG

F& ,

Mo& ,

Agentes complejos

Cu& F& ,

Fi6. 8./- &squema de cuar*o"sericita"pirita 3O)(9de un avan*ado metasomatismo del 7G y el rompimiento de las rocas !ormadoras de silicatos. Las

!lechas hacia abajo indican los elementos adicionados y las !lechas hacia arriba indican los elementos que salen. )e asume que el aluminio es inmvil

Ds3us d Mac+n1i (0*).

Cuar1o

Flds3ato +

(lagioclasa

?ica Jlanca

$uar*o

?ica Jlanca

$alcita

$uar*o

Jiotita

?ica Jlanca o$lorita

$uar*o

(irita

?olibdenita

$alcopirita


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9risncomo el antiguo t'rmino mineral $ornualles, se re!ieren a un ensamblede grano grueso de cuar1o-"usco?itacon variaciones en las cantidades de to3acio&tur"alina& luorita& idos casitrita& !"atita)& 4olra"ita& sc!lita $ suluros dF& Cu& Mo& %i $ sulosals d Cu-%i-P2. )i bien la alteracin a greisen es com%n ensistemas por!irticos continentales, el ambiente m#s !avorable es un stoc@ de granito ocapas empla*adas dentro de una secuencia rocosa arenacea"argil#cea y asociada conminerali*acin de ,n $ . Enesas situaciones la alteracin a greisen usualmente

precedida por un metasomatismo sdico al2ita)durante el cual, los iones d H# sonproducidos durante el proceso de greiseni*acin. &sto incluye la desestabili*acin ydestruccin de lds3atos $ 2iotitas con la !ormacin de un ensamble cuar1o #"usco?ita como son mostrados en la i6ura 8.0. este proceso puede ser m#scomplicado en sistemas minerali*ados con la introduccin d %. F& Li. &sto da por

resultado una nueva serie de reaccin con la !ormacin de to3acio& tur"alina& $ idosd "inrals. La silici!icacin puede acompa4ar a la alteracin a greisen durante ydespu's, evidenciado por un abarrotamiento de cuar*o en la roca alterada a greisen. Lamuscovita pre!erentemente reempla*a a la biotita y durante este proceso los cationesobservados en la red de la biotita son puestos en libertad dentro del sistema y sonposiblemente responsables de la parag'nesis !inalmente asociada con la minerali*acinmet#lica Pli"r $ +l"an (0;). &l greisen de cuar1o # "usco?ita puede estarseguido por un estado progresivo de metasomatismo de F $5o %y posteriormente eldesarrollo de tur"alinapuede ser etensivo a un ensamble cuar1o-tur"alinapuede sertotalmente dominante. )ubsecuentemente la alteracin a greisen, los tipos sriciti1acin$ ar6ili1acinpueden ser incrementados por la actividad del metasomatismo del H#.

&n las !otos se puede apreciar ana alteracin de tipo C8L8$A, en la cual se distingue la abundancia de sericita, en granos muy diminutos.


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Altracin Ar6@lica.

La alteracin arglica est# caracteri*ada por la !ormacin de minerales arcillososbajo un intenso metasomatismo de H#lii?iacin Bcida)con temperaturas entre


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temperatura y de p7.

La alteracin arglica avan*ada es encontrada en sistemas de pr!ido, en elinterior de la base hidrotermal y vetas relacionadas a minerales preciosos, y m#stpicamente en los sistemas de sul!uros primarios epitermal. La alteracin aluntica esparte de la alteracin arglica avan*ada, y con la presencia de abundantes iones sul!ato yprotolitos ricos en Alpuede convertirse en una !ase dominante, como lo mencionadoanteriormente. Los minerales del grupo de la alunita inclu$n a la alunita& natroalunital Na r"3la1a al +)& alunitas d a"onio $ d calcio& ad"Bs d la jarosita l Fr"3la1a al Al).Los minerales que lo acompa4an son la caolinita& sricita& jarosita&3irita& 2aritina& !"atita& calcdonia $ 3alo. &n la i6ura 8.; se resumen losensambles minerales de la alteracin arglica avan*ada en el diagrama ternario.

La alunita Na& +) Al* ,O8)' OH);se !orma a una temperatura aproimada de=- P$ y con un p7 #cido algo menor a =.

La caolinita *Al' ,i'O


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1tros tipos de alteracin no directamente conectados con el metasomatismo del ionhidrgeno son: la tur"alini1acin& altracin talco- car2onato& sr3ntini1acin&siliciicacin& silicatacin& niti1acin& !"atiti1acin $ altracin d F&dolo"iti1acin $ car2onatacin.

TSRMALINIACIN

La turmalina es un complejo mineral con presencia de boro en la !rmula general*;%*,i;O'/O&OH&F)8, donde el sitio de la puede ser ocupado por Ca o Na, el sitiode la porM6 $5o F'#& Al # Li) o F*#&mientras que el Al*#& F*#o Crpueden ocupar elsitio de la . Los tres %ltimos miembros de las series de solucin slida de la turmalinaM6-Li-Fson el c!orlo3rico en Ce9, il2aita 3 rica en Li, Al9 y dra?ita3rica en ?g9. Lacomposicin de las turmalinas puede ser indicativa de los ambientes en los cuales ellosse originaron. (or ejemplo, la relacin F5M6tiende a decrecer con el incremento de ladistancia de un origen grantico. &n general las turmalinas ricas en !ierro est#n asociadaso tiene a!inidad con depsitos de greisen de ,n-, mientras que las tur"alinasricas en

M6son encontradas con depsitos de sul!uro masivo y depsitos estrato ligados de .RTur"alinitaR es el nombre que se le da a las rocas que contienen un eceso de


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son ni epigen'ticos ni de tipo reempla*amiento. Aunque esto es invariable, el caso demuchas ocurrencias el lectos debe ser cauto en la interpretacin de rocas ricas enturmalina, como una !ina escala de reempla*amiento puede ser descriptiva y llevar aconclusiones errneas Pli"r (00> ,"it!is $ Pirajno (00).

Altracin talco-car2onato $ talco-clorita&s conocido que el talco !idrotr"al es depositado en el piso del mar del Eol!o

de $ali!ornia, est# asociado con arcillas s"ct@ticas $ suluros. &l talco tambi'n est#presente en los sedimentos metal!eros del ?ar >ojo. Los ensambles originados porreempla*amiento2alteracin talco # car2onato U "a6ntita son com%nmenteencontrados en los depsitos minerales hidrotermales en !ajas de rocas verdes de?urchison en )ud#!rica 3lnea Antimonial9. Aqu, la minerali*acin de ,2-Aues asociadacon la alteracin talco-clorita-car2onato masiva y diseminada, estructuralmentecontrolada. Parton $ Giljon (0;) creen que 'sta minerali*acin es epigen'tica,similar en estilo a otros depsitos de oro hospedados en *onas de ci*alla en Archean. Laalteracin talco-clorita-car2onatose piensa que es originada por !luidos metamr!icos

que !ueron cambiados por el rompimiento estructural principal que resulta en elreempla*amiento y alteracin de las rocas hu'sped metasedimentarias ymetavolc#nicas. La introduccin de inmensas cantidades de H'O $ CO'es posiblementela causa principal de la muy esparcida alteracin a escala regional en los escenarios delArchean. A lo largo de 'stos rompimientos estructurales, cada estado dereempla*amiento y alteracin a sriciti1acin& al2iti1acin& statiti1acin talco) $car2onato dolo"ita& anrita& "a6nsita) es observado, junto con la concentracinlocal de 3irita& arsno3irita $ oro. Los procesos de alteracin talco-car2onato $ talco-clorita son por lo tanto debidos a la introduccin de H'O $ CO'. Las principalesreacciones para la alteracin talco-car2onato!ueron eaminadas en detalle por Turnr$ Gr!oo6n (;7)&y son resumidos aqu:

Tr"olita # 8CO'= 'dolo"ita # H'M6*,i8O('# 8,iO'Talco

en presencia de soluciones ricas en $a1:

Talco # '&(


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simple, de acuerdo con Turnr $ Gr!oo6n (;7)&es la m#s probable reaccin que nocambia de volumen y traslado de M6O $ ,iO':


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rlacionados a "tal 3rcioso son un "i"2ro inal d los d3sitos d oro3itr"al d ti3o Carlin. Sstos jas3sson de grano !ino, poroso, brechado y de colorgris oscuro. La siliciicacines com%n en depsitos de pr!idos de cobre y en muchasbrechas tu!#ceas. &n $lima, $olorado, un n%cleo de s@lic strilest# presente en elsistema por!irtico minerali*ado. &ste tambi'n se encuentra asociado con granitos6risni1adoscomo por ejemplo en (anasquiera 3(ortugal9, donde una capa de s@licest# locali*ada cerca de la cumbre del domo greiseni*ado.

,ilicatacin

La silicatacin es el reempla*amiento de las rocas car2onatadas por mineralessilicatados, generalmente a trav's de la adicin de s@lic, como en la siguientereaccin:

CaM6CO*)'# ',iO'= CaM6),i'O;# 'CO'> Dolo"ita Dio3sido

CaCO*# ,iO'= Ca,iO*# CO'.Calcita ollastonita

La silicatacinresulta en rocas de ,arn, en las cuales la adicin de grandescantidades de s@licproduce una amplia variedad de minerales calcosilicatados. Losensambles minerales de alteracin de rocas de sarnincluyen silicatos d Ca& F& M6&co"o 3idota& clino1oisita& 6ranats& clino3ironos& 4ollastonita& dio3sido&?su?ianita& actinolita-tr"olita& andradita& 6rosularita& lo6o3ita& $ 2iotita. Lossarns est#n desarrollados en el contacto entre los plutones y la roca encajonanteinvadida, 'sta %ltima siendo car2onatosy, menos com%nmente, rocas silicatadas ricasen Ca. La g'nesis del sarnesencialmente involucra un metamor!ismo y metasomatismode contacto isoVu@"ico& ntra"nt d2ido a "anacions d un cur3o

3lutnico n 3rocso d nria"into. Los estados retrgrados de alteracin ocurrencon respecto a estados !inales de en!riamiento, resultando una muy intensa actividadhidrotermal y precipitacin de sul!uros y idos, especialmente muy cerca de loscontactos de los plutones. &l desarrollo de los sarnsocurre a temperaturas entre D- y;-P$ y a presiones entre .="= @bar Einaudi t al. (0(). Los sarns son muyimportantes porque ellos hospedan a una gran variedad de menas y constituye una clasedistintiva de depsitos minerales.

Los estados y procesos de evolucin de un )FA>5, pueden ser de!inidos de lasiguiente manera:


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describir a las rocas n@ticas. Gr4ord (;;), en un intento por solucionar elproblema, propuso que los nombres de las rocas !enticas deberan ser antepuestos porel componente mineral principal seguido 3or nita ortoclasa-a6irina-au6ita nita).

Las nitas son !ormadas en las rocas encajonantes rodeando los complejosalcalinos, a trav's de estados de progresivo metamor!ismo in?olucrando la li"inacind cuar1o li2r $ l dsarrollo d ass "inrals alcalinas. Car"ic!al (/8)&atribuye 'stos e!ectos metasom#ticos a los !luidos residuales ricos en alcalis del!raccionamiento de magmas alcalinos. Los !luidos est#n en un !uerte desequilibrio con lasrocas encajonantes, resultando halos de productos de alteracin los cuales en algunoscasos pueden ser semejantes a las rocas gneas primarias. La !eniti*acin esconsiderada por muchos como un estado de trans!ormacin slida, debido a la epulsindesde los complejos gneos de vol#tiles altamente reactivos y calientes, y la subsecuentein!iltracin dentro de la roca encajonante %st (0').

H"atiti1acin $ altracin rica n irro

La !"atita& car2onatos d irro anrita& sidrita)& clorita rica n irro $an@2ols ricos n irroson por lo general productos de alteracin dominantes en unn%mero de importantes tipos de depsitos minerales. esa!ortunadamente, 'ste tipo dealteracin no est# tan bien documentado como debera ser, particularmente porque noson poco atractivos econmicamente y por lo tanto menos investigados, yparticularmente porque el trabajo llevado a cabo por compa4as geolgicas no !ue hechop%blico debido a la naturale*a estrat'gica de alguno de los intereses relacionados a losminerales. Las impregnaciones de !"atita, diseminaciones y venillas est#nrelacionados con los %ltimos estados de la actividad hidrotermal en los sistemas deminerali*acin a!iliados a greisen de ,n-. La !"atita $ la clorita son importantesgangas y minerales de alteracin en el gigantesco depsito >oby oUn en Australia del)ur. &n 'ste depsito la alteracin rica en !ierro est# asociada con la minerali*acin que

contiene elementos tales como C, $u, , >&&, Au.

(articularmente interesante es la asociacin F-F& actinolita-luorita> sidrita-"a6ntita-cuar1o-luorita-suluros), !ormando usualmente sistemas de minerali*acinrelacionados a la !ase #cida de los $omplejos Jushveld, Transvaal 3)ud#!rica9. Sstosdepsitos minerales est#n interpretados como productos distantes del centro de lossistemas hidrotermales relacionados al granito de Jushveld. &l depsito de !"atitayluoritade Vergenoeg es un ejemplo sobresaliente de metamor!ismo de F $ Fen unagran escala. (ara el propsito de 'ste tpico ser# su!iciente decir que las litologas ricasen F y la minerali*acin en Vergenoeg y otras localidades cercanas parecen ser elproducto de una combinacin de actividades plutnicas, volc#nicas ehalativas ymetasom#ticas, cuya naturale*a no es claramente entendida. (or alguna ra*n, la escalaamplia y regional de enriquecimientos de Ce observados en 'stas #reas condujeron aCrocra considerar una tendencia general de enriquecimiento de F-Ca-F-CO'&tal ve*debido inicialmente a la inmiscibilidad de !racciones magm#ticas. La esolucin y laneutrali*acin del HFpudo haber sido el !actor principal responsable para la alteracinmasiva de F-Fen la regin. $omo el HFpasa a trav's de las litologas antiguamentericas nirro, esto podra liiviar Ca $ Fpara !ormar luorita& clorita& F-actinolita $!"atitaen los sectores superiores del sistema. (or p'rdida de presin la F-actinolitam#s HF& CO'& $ O'pueden !ormar "a6ntita& sidrita $ luorita. na de las reaccionesposibles propuestas por Crocr (0


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discon!ormes. &sta alteracin puede estar acompa4ada por arcillas& dolo"iti1acin&siliciicacin $ ta"2in tur"alini1acin. &n el depsito >abbit La@e en $anad#, laalteracin est# caracteri*ada por cloriti1acin rica n irro)de minerales magm#ticos,seguido por metamor!ismo de M6 $ %, silici!icacin y hematiti*acin. &n los campos deuranio Alligator en el 5orthern Territory 3Australia9, *onas de clorita "asi?a& cuar1o $!"atita, el cual est# controlado por !allas, ocurre asociada con la minerali*acin.

&n las #reas de Jrandberg 35amibia9 los depsitos de vetas ,n- est#nlocalmente asociados con etensa alteracin de tur"alina& sricita $ !"atita. &l %ltimoaparece ser relacionado a los estados !inales de la actividad hidrotermal. Larru6ini1acin 3rinci3al"nt sidrita9 de unidades de m#rmol intercaladas con lasmetapelitas hospedando a la minerali*acin de vetas es tambi'n un rasgo conspicuo.

La alteracin de F-car2onatoes por lo general encontrado en la roca madre enlos depsitos de vetas de Au hospedado en turbiditas. Los crecimientos comopor!iroblastos de sidrita $ anritadan a las rocas madres una apariencia moteada.La alteracin F-car2onato $ cloriti1acinson tambi'n comunes en los depsitos de

oro del perodo Archean.

Car2onati1acin $ Dolo"iti1acin

La alteracin de car2onato de ambas rocas ricas en Ca $ rocas silicatadasinvolucran dos procesos b#sicos: dolo"iti1acin $ car2onati1acin. &l primero es untipo de alteracin muy com%n de cali*as en el cual toma lugar el cambio de base delcation por metasomatismo, donde el M6'#sustituye al Ca'#& $ l CaCO*se convierte enCaM6CO*)'.esde el punto de vista de minerali*acin, es importante indicar que lasreacciones de dolomiti*acin involucran perdidas de volumen 3entre D y


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La reaccin de encima es deducida de las asociaciones y relaciones presentes en lasrocas dolomiti*adas Pirajno $ aco2 (00). &n ?t. 8sa 3Australia9, los cuerpos dedolomita"slice est#n asociados con minerali*acin de Cu-P2-n, aunque se ve que 'staroca es el producto recristali*ado de dolomitas silceas.

Los depsitos minerales de a!iliacin ?ississipi Valley en la *ona de plata!orma decarbonatoW del orog'nico de amara 35amibia9, como los !amosos Tsumeb y Fombat,tienen relaciones espaciales con la calciti1acin d dolo"itacontrolada por !racturas,localmente acompa4ada por alteracin de !"atita $ siliciicacin. &stos rasgos dealteracin son de hecho usados como el principal criterio de eploracin. La altracind car2onato d rocas d silicato& n contrast a la dolo"iti1acin, ocurre por elmetasomatismo de un anion con la introduccin de CO'. La carbonatacin es un tipocom%n de alteracin en las rocas m#!icas de las !ajas de 6lauconitadel Archean, dondelas venas de cuar1o aur@ro est#n presentes. na sobresaliente alteracin a granescala de car2onato $ F)se tiene en la dolerita Eolden ?ile en el distrito de Falgoorliede Australia 1este P!illi3s (0;). La alteracin hidrotermal de las litologas del Eolden

?ile est# dividida por P!illi3s (0;)dentro de tres *onas: ()*ona de clorita clorita #calcita # anrita)+ ') *ona de car2onato anrita # sidrita)+ *) *ona de 3iritaanrita # "usco?ita # cuar1o # al2ita # 3irita $ oro) . Las reacciones consideradaspor P!illi3s est#n reportadas debajo:

(. Actinolita a Clorita:

;Actinolita # ('CO'# (8H'O =


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ELEMENTO, DE TIERRA, RARA, EN LO, PROCE,O, DE ALTERACIONHIDROTERMAL.

Los elementos de Tierras >arasREE) incluyen todos los elementos con n%meroatmico entre -B 3Lantano9 y B< 3Lutecio9. &llos tienen un similar comportamientoqumico relacionado al decrecimiento de sus vol%menes atmicos con el aumento de sun%mero atmico, siendo llamada contraccin Lantanida. &l trio 3n%mero atmico 6 X=9 es tambi'n considerado dentro de las Tierras >aras porque tiene un similar radioinico al 7olmio 36 X DB9. Las Tierras >aras con bajo n%mero atmico son re!eridas comoREE li6ras LREE) y las de alto n%mero atmico como REE 3sadas HREE). Laabundancia de Tierras >aras en los meteoritos condrticos ha sido tomado en base aesos valores por consiguiente la abundancia en el manto primordial en !orma de unalnea hori*ontal en el diagrama, porque se asume que no est#n !raccionados. Lasiguiente abundancia de Tierras raras en varios sistemas de rocas muestra una variable!orman curvas en el susodicho manto primordial, re!lejando varios grados de

!raccionamiento. &n el caso de rocas cogen'ticas se hace m#s epeditiva lanormali*acin de las REEa una de las rocas de la secuencia, generalmente la de menor!raccionamientoHanson (07).

&n los procesos geolgicos las REE son variablemente enriquecidos en losmagmas, sus productos de consolidacin y sus !luidos residuales. &l estudio de laabundancia de REE en el sistema de rocas son especialmente evaluados en lainvestigacin de modelos petrogen'ticos. Eeneralmente se habla de la tendencia de lasLREE a ser concentradas en las pegmatitas y carbonatitas, mientras que las HREE sonconcentradas en los magmas granticos. Las REE son contenidas en m#s de especies minerales incluyendo varios osatos& car2onatos& idos $ silicatos. Las!ases minerales !ormadores de rocas, com%nmente contienen REEcomo apatito, circn,monacita y enotima. Mic!ard (0)ha estudiado el contenido deREE de solucioneshidrotermales de numerosos campos geotermales. &lla encontr que las concentracionesde REEde los !luidos hidrotermales son usualmente muy bajas, pero ellos tienden aincrementarse cuando el 3H decrece+ tambi'n, en !luidos ricos en cloruros, las REEmuestran una distinguible ano"al@a 3ositi?a n Euro3io.

(eque4o es el conocimiento sobre la movilidad y transporte de las REEen lassoluciones hidrotermales. 8nvestigadores rusos reportan que las REEson transportadasen soluciones alcalinas como los car2onatos& sulatos o luoruros co"3ljos. La3rci3itacin ocurr co"o rsultado d los ca"2ios d alcalinidad& 3rsin $ laijacin d los car2onatos. Tambi'n las REE !orman complejos m#s estables con

tendencia a parar en soluciones tan largas como las LREEy por lo tanto ellas tienden aconcentrarse en los productos tardos de la actividad hidrotermal. &n este conteto, elcomportamiento de las REE durante los procesos de alteracin hidrotermal ha sidoinvestigado por Ta$lor $ Fr$r (07& (0'& (0*).)us resultados son sumari*ados ymostrados en la i6. 8.(.*. Los autores buscaron la distribucin de REE en rocasalteradas y !rescas usando monitores para el cambio de las condiciones de los !luidosdominantemente magm#ticos a dominantemente metericos. $ambios en la abundanciade REE durante la alteracin pot#sica en sistemas por!irticos son caracteri*ados por elincremento de LREE y la disminucin de HREE Fi6. 8(*a). &n la parte in!erior delmismo diagrama el radio de abundancia de REE en rocas minerali*adas y nominerali*adas muestra un decrecimiento de LREE a HREEy una anomala positiva en&uropio, indicando el enriquecimiento de este elemento por los !luidos hidrotermales.


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esde la propiliti*acin al estadio Clico de alteracin o en otras palabras, cuandodecrece la actividad del +#y se incrementa el metasomatismo del H#&son modelos parael cambio en la abundancia en lasREE. esde un estadio pot#sico inicial a un eventopropiltico i6. 8.(*.2) muestran una de!leccin que abarca lasREE dia6ra"a su3.)&(ero menos marcado en la LREE y tanto como las HREE. &n los estados m#savan*ados, sin embargo, las REE pesadas son enriquecidas. el estado propiltico al!lico i6. 8.(* 2& dia6ra"a in) se nota una m#s amplia de!leccin del total deREE&indicando una progresiva liiviacin de las REE con el incremento del radio Fluido5Rocay decrecimiento en 3H incr"nto n HG9. &ste decrecimiento es m#s pronunciado enlas LREE tanto como en las HREE& teniendo consecuentemente un relativoenriquecimiento.


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METAMORFI,MO EN ROCA, ALTERADA, HIDROTERMALMENTE

&l metamor!ismo en depsitos minerales hidrotermales y las alteraciones en laroca caja no es un popular tpico de b%squeda. &s por esta ra*n que no se conocemucho acerca de los e!ectos del metamor!ismo en rocas alteradas hidrotermalmente.

&ste hiato o desconocimiento de la geologa hidrotermal en parte, emana por causa deque muchos ensambles minerales hidrotermales son en una primera aproimacin,id'nticos a los que ocurren en las !acies metamor!icasTa2la 8.*).

na lista simpli!icada de los minerales se observa en la ta2la 8.*y muestran losensambles minerales, desde la acis 1olita !asta la acis ani2olitica,o2sr?Bndos Vu son "Bs o "nos si"ilars a los "inrals n las rocasaltradas !idrotr"al"nt. )iendo por supuesto posible, que en las rocas cajasalteradas hidrotermalmente, los an#lisis de especies minerales individuales muestren unacomposicin di!erente, como el F5M6 d cloritas, o el contenido de %a en loslds3atos. &n algunos casos, muchos procesos normalmente interpretados como demetamor!ismo regional, son de hecho, e!ectos de la alteracinhidrotermal.

5otablemente, este es el caso de los suelos marinos metamor!icos,entendi'ndose que se trata de la in!iltracin y reaccin de aguas marinas con las rocasm#!icas oce#nicas. , 3ud dcir Vu toda altracin !idrotr"al s un ti3o d"ta"oris"o. (or ello es prudente tratar de separar la !acies metamor!ica tradicionalde los e!ectos de cambios minerales como respuesta a una interaccin de las rocas conlos !luidos.

?uchos depsitos minerales como los m#s recientes, tiene al menos un cicloorog'nico, estando metamor!oseados en una gran o peque4a etensin. &n los bajosgrados de metamor!ismo co"o la acis sVuistos ?rds)& los mineraleshidrotermales est#n m#s o menos equilibrados con las condiciones de temperatura ypresin y los cambios minerales 3de ellos9 no son anticipados o sustanciales. La *onapropiltica cloritas # 3idota # car2onatos # 3irita) de los sistemas por!irticos

muestran di!icultad para ser detectados en #reas de un metamor!ismo de !aciesesquistos verdes. ,in "2ar6o& la 3rsncia no usual d a2undant 3irita, y los


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ensambles transicionales a *onas de sericita y sus restricciones a #reas en partcular,hacen pensar en el verdadero origen de los minerales en cuestin. &stas cosas sonconsiderablemente m#s di!ciles en altos grados de metamor!ismoacis ani2olita $6ranulita9. &n esas condiciones es m#s di!cil poder decidir cuando un d3sito s 3r&s$n o 3ost "ta"oris"o.La situacin es muchas veces m#s con!usa cuando elmetamor!ismo retrgrado ha ocurrido. &n ambientes de medio a alto grado demetamor!ismo, los estudios de la !#brica y tetura de los depsitos minerales y la litologacircundante son obviamente muy importantes. &sos estudios pueden establecer o no, siun depsito mineral ha sido objeto de una de!ormacin y evento metamor!ico como lasrocas encajonantes, tomando en cuenta los e!ectos de removili*acin y recristali*acinde los componentes m#s d%ctiles 3como la galena9 durante el metamor!ismo. 8gualimportancia en la b%squeda de evidencia de alteracin hidrotermal en rocas con altogrado de metamor!ismo 3sobre la !acies esquistos verdes y am!ibolitas9, es estudiada porel modelo de geoqumica de rocas y qumica mineral. (or ejemplo, el2ajo contnido n+ # Na $ l nriVuci"into n Al s 3ctant d una 1ona d altracin Bcido-sulato "ta"orica. Al6unos "inrals cla?s& co"o l 6ranat& "a6ntita&"usco?ita& clorita $ al6unas inusuals concntracions $5o radios d l"ntos

n& %a& Mn& F5M6) 3udn sr indicati?os d un a"2int !idrotr"al.

&l problema de los e!ectos del metamor!ismo sobre depsitos minerales ha sidoinvestigado por muchos a4os por ,tanton (/'& (0' $ (0*)& quien concentra suses!uer*os en los sedimentos que hospedan depsitos de sul!uros masivos estrati!ormes.Los trabajos de ,tantonse re!ieren por lo tanto a los sedimentos hidrotermales, comoalteracin epigen'tica de la roca caja.

Los depsitos met#licos estrati!ormes son m#s o menos concordantes,lenticulares y son incluidos en litologas metapelticas con un distintivo ensamblemineralgico como el indicado en lata2la 8.8

Los depsitos minerales son considerados como depsitos de precipitadosqumicos con los sedimentos originales. Vi'ndolo desde este punto, la eploracingeolgica es muchas veces reali*ada con ensambles certeramente metamor!icos,equivalentes de los minerales hidrotermales precursores. La ta2la 8.


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)obre la base de una detallada observacin geolgica, mineralgica ygeoqumica, )tanton eplica la ntima relacin entre el metamor!ismo ehalativo con losestratos de minerales silicatados, idos, sul!uros y carbonatos, en t'rminos dePrinci3ioPrcursor. La teora de que los Princi3ios 3rcursors sugieren que en elmetamor!ismo regional las capas de silicatos, idos, sul!uros, sul!atos y carbonatos sonderivadas directamente, in situ, a baja temperatura, de minerales precursores de unaalteracin diagen'tica"sedimentaria y materiales, no siendo una reaccin demetamor!ismo (rogrado, como el Princi3io Prcursor& a !amilias econmicamenteimportantes de depsitos minerales ehalativos.

La actividad ehalativa de los pisos marinos, lagos y lagunas ocupa el primerlugar en la acumulacin estrati!orme, conteniendo variadas cantidades deF& n& Cu&,uluros& !idridos d & %a& $ sulato d calcio& car2onatos& 6l d silica !@dricaco"o 2un nW"ro d arcillas& cloritas $ una "itura d arcillas-cloritas-1olitas.&sas acumulaciones !ormadas son generalmente conocidas como ehalativos osedimentos qumicos con una gran ocurrencia de capas de hierro protero*oicas como

uno de los m#s importantes ejemplos.

&stos sedimentos qumicos son subsecuentemente sujetos a los cambiosdiagen'ticos y en muchos casos al metamor!ismo regional.

urante la diag'nesis y el !enmeno metamor!ico, los suluros& idos& sulatos$ car2onatossu!ren un desarrollo de los granos. &llos por ejemplo, !orman capas de

grano grueso de 2aritina& $ an!idrita!ormados a partir de sulatos d Calcio $5o %ario>c!rt o cuarcitasde la deshidratacin de silica 6l& los idos d !"atita $5o"a6ntitason derivados de los !idridos d .

,tanton considera que las mencionadas trans!ormaciones ocurren de materialesehalativos 3como es generalmente aceptado9 pudiendo ser los mismos silicatosminerales que son com%nmente buscados en los depsitos estrati!ormes j"3lo:6ranats& 3ironos& an@2ols& lds3atos $ silicatos d alu"inio 3oli"oros) . (orconsiguiente, como previamente ha sido indicado, el autor responde de la valide* delconcepto de que los minerales silicatados son !ormados a trav's de una serie dereacciones como respuesta al gradiente de temperatura. ebido a la !alta de una di!usinmetamor!ica sobre distancias sustanciales 3tanto como algunos milmetros9 coeisten!ases minerales a escala de la seccin delgada, evidencias teturales 3ejemplo:ensambles de "usco?ita-2iotita o cuar1o-"usco?ita en rocas metamor!icas sin


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mostrar ninguna evidencia de reaccin dcil de granates o silimanita con !eldespato +#

respectivamente9, lo que signi!ica que el metamor!ismo es isoqumico y que cada granode mineral metamor!ico ahora presente, representa un crecimiento in situ y2otrans!ormacin de material pre"metamor!ico o similar, que abarca toda composicin, o enuno de dos o m#s productos de la cada in situ de materiales pre"metamor!icos deapropiada composicin. A esto se re!iere )tanton como Prcursors ,tanton (0&3. () !ormas hdricas desilica 3posiblemente gel9 en pisos marinos evaporticos cambiando a c!rt+ y ')!idridos d F cambiando a !"atita $5o "a6ntita. &n casos tardos lassecuencias de deshidratacin"reduccion contempladas son las siguientes ,tanton(0& 3.9ot!ita H"atitaF'O*# H'O # F' F'O8# 'H#

Ma6ntita

&n este camino la "a6ntita como !ormaciones de capas de hierro y la"a6ntita-cuarcita3com%n ehalativo en muchos terrenos metamor!icos9 pueden ser!ormados de la trans!ormacin in situ de li"onita $ 6ot!ita. &l granate es!recuentemente un componente en las rocas bandeadas de cuar1o-"a6ntitay muchasveces se ven que est#n !ormadas de un mineral precursor, como ocurre en lossedimentos diagen'ticos de F-Mn cloritas-c!a"osita. Los depsitos ehalativos deJro@en 7ill (b"Ag"6n en Australia, est#n asociados con minerales metamor!icos como lasili"anita, que se observa son derivados de la caolinita y la 6a!nita nAl'O8)derivado de caolinitaque ha absorbido n $ "usco?ita d la illita. )imilarmente, lacordirita es tambi'n derivada de "atrials alu"inosos d arcillas-cloritas. &lcom%n intercrecimiento de cordirita-sili"anita es eplicado como el resultadoisoqumico, del metamor!ismo in situ, de arcillas-cloritas y cantidades menores decaolinita-6i2sita. (or esta misma va muchas s3inlas& o la 6a!nitanAl'O8) re!eridaen el ejemplo anterior !ueron !ormadas de arcillas precursoras con absorcin de cationescomo F'#& n'#$ Mn'#.

)e piensa que los mecanismos para eplicar los cambios m#s importantes en el

metamor!ismo regional de materiales precursores son: () desarrollo y ordenamiento demateriales diagen'ticos2sedimentarios como los car2onatos& suluros& arcillasetc. y')cambios de gel"slidos que muestran una ordenada estructura cristalina de materialesamor!os, como la silica 6l a c!rt, 6l d 6ot!ita a !"atita5"a6ntita y *)


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cambios slido"slido de cristales mitos con estructuras en capas mitas !ormadasdurante la ehalacin y diag'nesis como la illita "usco?ita& caolinita-6i2sita encapas mitas sili"anita& caolinita sili"anita& c!a"osita al"andina& 6ranat.

&l polimet#lico, los sedimentos caja, del depsito ehalativo de sul!uro masivo de

Aggeneys"Eamsberg en )ud#!rica ocurren dentro del complejo metamor!ico de alto amedio grado en 5amaqua, siendo una provincia que se etiende a lo largo del !lanco del$ratn Faapvaal. $onsiste en una secuencia rioltica, sedimentos volc#nicos y cherts. &nEamsberg las rocas est#n metamor!oseadas e incluyen cuarcitas $ sVuistos dcuar1o-2iotita-"usco?ita-sili"anita 3!ormacin (ella9, sVuistos d 6ranats-3ironos-an@2ols-"a6ntita-cuar1o-sricita-silli"anita, sVuistos d cuar1o-6runrita-6ranats-"a6ntita-cuar1o-2arita 3!ormacin Eams9, ani2olitas $sVuistos d cuar1o-"usco?ita. &n Aggeneys la !ormacin mineral contiene cuarcita&sVuisto d cuar1o& 6ranats& cuarcita& "a6ntita-cuar1o-ani2ols& "a6ntita-2arita $ sVuisto d cuar1o-2arita. e partcular inter's es la cuarcita-6ranats#cordirita # sili"anita # 2iotita), porque esta unidad se piensa que debe ser unmetamor!ico equivalente de una *ona precursora alimentadora de silic-alu"inio

Mc9r6or (0;). Las rocas minerali*adas 6alna& salrita& calco3irita& 3irrotita $3irita)y su ensamble mineralgico asociado a Aggeneys son por lo tanto, el equivalentemetamor!ico de las evaporitas hidrotermales de las !acies de silicatos, idos y sul!uros3tabla ;.D9. La interpretacin de los ensambles minerales de la !ormacin Eams, y susprecursores pre"metamor!icos se observan en lata2la 8./.

Los principales precursores pueden ser aplicados a la minerali*acin hidrotermalepigen'tica y se puede asumir como de gran importancia en la eploracin devolcanog'nicos de metales base y metales preciosos en terrenos de alto grado de

metamor!ismo. Los minerales aluminosos como las arcillas $ cloritas son productoscomunes de la alteracin hidrotermal de las rocas encajonantes durante el intercambio


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metasom#tico con los !luidos minerali*antes. La ocurrencia de esos minerales en *onasrestringidas implica la presencia conductos de !luidos hidrotermales 3conductos dealteracin9 con depsitos volcanog'nicos debajo. )iguiendo la de!ormacin ymetamor!ismo se hace etremadamente di!cil de reconocer que se tenga un conductoalterado.

urante el metamor!ismo, los cambios de los minerales aluminosos alteradoshidrotermalmente a ensambles metamor!icos aluminosos incluyen 6ranats& cordirita&$ staurolita. (or la tanto, el reconocimiento de ensambles mineralgicos de alto gradolocali*ados, puede indicar un antiguo conducto hidrotermal.

McLod $ ,tanton (08) trabajaron sobre la qumica mineral de ensambles de!ilosilicatos cloritas # talco # lo6o3ita # 2iotita $ clorita # "usco?ita) asociados conalgunos depsitos de sul!uros masivos de (b"6n del paleo*oico en 5ueva Kales yTasmania. &sos depsitos son un verdadero representante de un antiguo metamor!ismoacis sVuistos ?rds) equivalentes a los tipo Furo@o japoneses. Los autoresconcluyen que esos ensambles de !ilosilicatos derivan de minerales arcillosos

precursores, como "ont"orilonita illita. ?#s espec!icamente, ellos consideran lacristali*acin de cloritas $ "usco?itapueden ser derivados de una reaccin del tipo:caolinita # ca3as "itas d illita-dioctadral cloritas $ inal"nt clorita #"usco?ita> o& "ont"orilonita # arcillas caoliniticasa !ormas de illita !idro"ica #"usco?ita McLod $ ,tanton (08)

H"l$ t al. (07) investigando el equilibrio mineral en el sistema Al'O*-,iO'-H'O& y sus resultados sugieren que esos minerales com%nmente buscados en las *onasarglicas de depsitos hidrotermales pueden cambiar a !ases m#s estables a las altastemperaturas y pueden ser encontradas en ambientes metamor!icos. La i6ura 8.(< sere!iere a la estabilidad de los minerales aluminosos en !uncin de la temperatura y laactividad de lasilica a ' +2ar.

)e puede ver que la caolinita es estable a bajas temperaturas y con elincremento de la actividad de la silica y temperatura, 3iroilita $ andalucitavienen conun progresivo aumento de la temperatura. La 3iroilita tiene un largo campo deestabilidad, en t'rminos de ambos, silicay temperatura. La alta actividad de la slicepermite que este mineral sea estable a temperaturas superiores a ;- 0$. La bajaactividad de la s@licpermite temperaturas 3- " - 0$9, permitiendo que la diBs3ora

$ corindn sean estables. Los cambios minerales en la !ig. ;.


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que la silimanita en el depsito de Eeco, $anad#, es derivado de una caolinitaprecursora. Las reacciones consideradas por H"l$ $ cola2oradorsson:

' caolinitas # ' cuar1os = 3iroilita # H'O>

' caolinitas = 3iroilita # 'diBs3ora>

3iroilita # ; diBs3oras = 8 andalucitas # 8 H'O>

' diBs3oras = corindn # H'O.

$omo ejemplo de una alteracin hidrotermal epigen'tica metamor!oseada, se tienea un antiguo sistema hidrotermal 3 ?A9, en las rocas volc#nicas #cidas del grupo>ooiberg 3Transvaal, )ud#!rica9. Aqu la *ona de alteracin es caracteri*ada por elensamble dicita-3iroilita-cuar1o-diBs3ora-1un$ita-3irita. La presencia de 3iroilita $diBs3oraes interpretada como el comien*o de una *ona de metamor!ismo de bajo gradode una *ona de altracin ar6@lica a?an1ada en un antiguo sistema epitermal. 1tro

ejemplo documentado del metamor!ismo en un depsito hidrotermales es proporcionadopor una litologa rica en F-Mn asociado con depsitos de sul!uros masivos en el )ur delos Apalaches 3Eeorgia )A9. &stas rocas !ueron sujetas de una de!ormacin ymetamor!ismo durante el 1rdoviciano temprano y el carboni!ero, siguiendo un evento decolisin con rocas autctonas del cratn a!ricano. Las rocas ricas en F-Mn, !ormaciones!errosas e inclusiones de esquistos m#!icos, son metamor!i*ados gradualmente a6ranats& +$anita $ sili"anita ondr t al. (00). La petrologa y geoqumica de lasrocas ricas en F-Mn, incluyen las llamadas COTICSLE, de 6ranats relacionados acuarcitas $ 6ranats relacionados a !ormaciones !errosas, !ueron investigadas porondr t al (00. &llos buscaron esas rocas originadas por el metamor!ismo dedepsitos de sedimentos hidrotermales tipo HOT ,PRIN9sobre el suelo marino. Losprobables minerales precursores contienen arcillas $ idos d F $ Mn, como la

Torodoita $ 9ot!itarespectivamente.


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LI,TA DE LO, MINERALE, DE ALTERACION

NOM%RE FORMSLA 9RSPO CLA,EActinolit Ca'M6&F'#)


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C!lora3atit Ca


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H$dro2iotit (:( intrcrc. o 2iotit Y ?r"iculit Mica P!$llosilicatH$dro2oracit CaM6%;O0OH);.*H'O %oratH$dro"a6nsit M6


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O3al-CT ,iO'.nH'O ,ilica TctosilicatO3alin-silica ,iO' ,ilica TctosilicatPal$6orsit M6&Al)',i8O(7OH).8H'O ,3iolit-Pal$6orsit P!$llosilicatPara6onit NaAl*,i*O(7OH)' Mica P!$llosilicatPar6asit Ca&Na)M6&F)8Al&F&Ti)*,i;O''OH)' A"3!i2ol InosilicatPcorait Ni*,i'O


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Tirodit Mn'M6&F)

Alteracion Hidrotermal 05 2000 Completo

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