2. ALTERACIONES DE
LA ROCA CAJA
Alteración Es cualquier cambio en la composición
mineralógica de la roca debido a procesos físicos o
químicos especialmente por la acción de fluidos
hidrotermales o fluidos superficiales
Las alteraciones se dividen en hipogénicas y
supergénicas
3. Hipogénicas
Son asociaciones minerales resultantes de la interacción de los
fluidos hidrotermales y la roca de caja
Es un término que abarca la respuesta
mineralógica
química
textural
de una roca por la presencia de agua caliente, fluidos
calientes vapor o gas.
En este concepto se expresa un cambio geoquímico
(Henley y Ellis, 1983)
La mayor parte de la alteración hidrotermal es esencialmente
un proceso de intercambio de iones H+ por otros cationes en
la roca
(Helgeson, 1964)
6. Factores que controlan a la alteración hidrotermal
de las rocas
a) Temperatura: diferencia de
temperatura (∆tº) 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: 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.
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.
7. Los dos factores iniciales temperatura y composición del fluido
hidrotermal son lejos los más importantes para la mineralogía
hidrotermal resultante de un proceso de alteración.
Esto es relevante porque las asociaciones de minerales hidrotermales dan
indicios de las condiciones en que se formaron depósitos minerales de
origen hidrotermal.
La intensidad de la alteración corresponde a un término objetivo que se
refiere a la extensión en que una roca ha sido alterada, mientras que el
grado de alteración es un término subjetivo que requiere una
interpretación basada en la mineralogía de alteración.
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.
8. La característica distintiva de la alteración hidrotermal
es la importancia del fluido hidrotermal en transferir
constituyentes y calor
El fluido tiende a estar considerablemente fuera de
equilibrio termodinámico con las rocas adyacentes y
esto genera las modificaciones en la composición
mineralógica original de las rocas
Intercambio componentes en solución y minerales para
lograr un equilibrio termodinámico
9. 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.
11. Reacciones químicas entre la
roca de caja y los fluidos Hidrólisis
Hidratación
Deshidratación
Alcali o metasomatismo
alcalino térreo.
Descarbonación
Silicatización
Silicificación
Óxido - Reducción
Sulfurización y
fluorización
Intercambio de iones H+
Adición o Remoción de
moléculas de agua
Metasomatismo de magnesio
Remoción de CO2
Fm. de minerales silicatados
Adición o producción de sílice
Ganancia e- y pérdida e-
Adición de azufre y/o flúor
12. Reacciones fluido-roca silicatada más comunes en procesos
de alteración relacionados con actividad hidrotermal
Formación de feldespato potásico secundario:
plagioclasa + K+ -> feldespato potásico + (Na+, Ca2+)
Formación de biotita secundaria:
hornblenda + (H+, Mg2+, K+) -> biotita + (Na+, Ca2+)
Sericitización del feldespato potásico:
3 KAlSiO + 2H+ > KAl3Si3O10(OH) + 6 SiO2 + 2 K+
Caolinización de la sericita:
4 KAl3Si3O10(OH)2 + 6 H2O + 4 H+ > 3 Al4Si4O10(OH)8 + 4 K+
Alunitización de la caolinita:
3Al4Si4O10(OH)8+2K++6H++ (SO4)2-> 2 KAl3(SO4)2(OH)6+ 6 SiO2 +3 H2O
Cloritización de la biotita:
biotita + H+ -> clorita + cuarzo + K+
Epidotización y albitización de la plagioclasa:
plagioclasa + cuarzo + H2O + Na+ -> epidota + albita + H+
15. Es una de las más intensas. Asociadas a rocas plutónicas ácidas.
Extrema lixiviación de bases (Alcalis y Calcio) de las fases alumínicas (Feldespatos
y micas).
Caracterizada por:
Cuarzo residual (cuarzo oqueroso o "vuggy sílica") con o sin:
Alunita KAl3(SO4)2(OH)6 (Sulfato)
Jarosita KFe3+
3(SO4)2(OH)6 (Sulfato)
caolinita 3.5Al2Si2O5(OH)4
pirofilita y pirita. 1.5 Al2Si4O10(OH)4 (Filosilicato)
Dickita Al2Si2O5(OH)4 (Filosilicato)
Sericita KAl3Si3O10(OH)2 (Filosilicato)
turmalina
topacio y zunyita
Amplio rango de temperatura pero a condiciones de pH 1 y 3.5
pH <2 domina el cuarzo, mientras que alunita ocurre a pH mayor a 2
A alta temperatura (> 350°C) puede ocurrir con andalucita además de cuarzo.
A
R
G
Í
L
I
C
A
A
V
A
N
Z
A
D
A
18. Alteración Fílica o Sericitización
Caracterizada por cuarzo y sericita (mica potásica) con minerales accesorios como
clorita, illita y pirita.
Feldespatos, Micas y minerales cloríticos Sericita
Ocurre en un rango de pH 5 a 6 a temperaturas sobre los 250°C.
A temperaturas menores illita (200°- 250°C) o illita-smectita (100°- 200°C)
A temperaturas sobre los 450°C, corindón aparece en asociación con sericita y
andalucita
En ambientes ricos en Na, paragonita puede aparecer como la mica dominante.
La mica rica en vanadio (Roscoelita) y la rica en cromo (Fuchsita) ocurren localmente en
rocas máficas.
Como envolturas a lo largo de vetillas, remplazando a la roca original.
La presencia de este grupo de minerales es texturalmente destructiva, cuando son
introducidos en la roca.
Desarrollos de locales pero voluminosas presencia de pirita (arriba del 15% ), indican
adición de significativas cantidades de S
20. Alteración argílica intermedia
Minerales
Caolinita
Montmorillonita Na0.2Ca0.1Al2Si4O10(OH)2(H2O)10 (Filosilicato)
y cuarzo
Se produce por alteración de plagioclasas
Rangos de pH 4 y 5 y puede co-existir con la alunita en un rango de pH 3 y 4
La caolinita se forma a temperaturas < 300°C, típicamente en el rango <150°-
200°C
Sobre los 300°C la fase estable es pirofilita
Puede haber zonación interna (Montmorillonita envolviendo la caolinita).
23. Nuevos minerales ricos en Ca y Mg a partir del
arreglo de los minerales originales formadores
de roca.
Plagioclasa es convertida a epidota y calcita, y
el componente albitico es conservado, por lo
que es referida también como sausurizitación.
Puede estar representada por tres grupos de
minerales:
1)plagioclasa sódica (albita-oligoclasa), 2)
clorita,
3) epidota-zoisita o calcita
Asociación clorita-epidota con o sin albita,
calcita, pirita, con minerales accesorios como
cuarzo-magnetita-illita
Se forma a condiciones de pH neutro a
alcalino a temperatura baja (200°-
250°C)
Coloración verdosa en rocas eruptivas,
especialmente en andesitas y dacitas.
Se encuentra cerca a yacimientos de
oro y cobre.
Se caracteriza por clorita, epidota,
albita, y carbonatos (calcita, dolomita,
y ankerita).
Alteración propilítica
25. Alteración silicato potásica
Feldespato potásico y/o biotita, con minerales accesorios como
cuarzo, magnetita, sericita, clorita.
La alteración potásica de alta temperatura (400° a 800°C) se
caracteriza por una alteración selectiva y penetrativa.
Biotita en vetillas ocurre principalmente 350°- 400°C, y
feldespato potásico en vetillas en el rango 300°- 350°C.
Biotita y feldespato están comúnmente asociados con cuarzo,
magnetita y/o pirita, formados a condiciones de pH neutro a
alcalino.
28. Silicatización
Alteración calcosilicatada, skarn: silicatos de Ca y Mg dependiendo de la roca huésped.
Caliza: granates (andradita y grosularia), wollastonita, epidota, diopsido,
idocrasa, clorita, actinolita.
Dolomita : fosterita, serpentinita, talco, tremolita, clorita.
Condiciones de pH neutro a alcalino a distintos rangos de temperatura.
La asociación zeolita-clorita-carbonatos es formada a bajas temperaturas y epidota,
seguido por actinolita, ocurren a temperaturas progresivamente mayores.
Zeolitas hidratadas (natrolita, chabazita, mesolita, mordenita, stilbita, heulandita)
predominan a condiciones de baja temperatura (<150°-200°C),
Zeolitas menos hidratadas tales como la laumontita (150°-200°C) y wairakita (200°-
300°C) ocurren a temperaturas y profundidades progresivamente mayores en sistemas
hidrotermales.
La epidota ocurre como granos pequeños y mal cristalizados a temperaturas entre 180°
y 220°C, y como fases bien cristalizadas a temperaturas más altas (>200°-250°C).
29. Feldespatización
Cuando el metasomatismo de potasio o de
sodio ha producido nuevo feldespato
potásico o albita que no está acompañada de
otros productos característicos de la
alteración potásica.
Minerales: Ortoclasa o microclina secundaria
por adición de K en las zonas profundas de
pórfidos cupríferos.
30. Turmalinización
Asociada con depósitos de media a alta
temperatura ej. Muchas venas de estaño y oro
tienen un fuerte desarrollo de turmalina.
La mina mas grande de estaño en el mundo, la
mina Siscoe en Llallagua, Bolivia, el pórfido (roca
caja) presenta una alteración de cuarzo-sericita-
turmalina.
Además puede presentarse en esta alteración,
xianita (si la roca alterada es limolita), sericita y
cuarzo.
31. Otros
Alunitización Sulfato de alúmina por acción de las disoluciones ácidas,
especialmente en filones auríferos. Puede ser hipogénica o supergénica
Piritización Formación de pirita por introducción de sulfuros que atacan los
óxidos de Fe y minerales máficos.
HematitizaciónAsociada con depósitos de Uranio (Pechblenda)
Decoloramiento Reducción de hematites. Bleaching
Greisenización Destrucción completa de feldespatos en granitos o gneises.Y
su sustitución por cuarzo, mica, topacio, turmalina, casiterita, wolframita,
arsenopirita.
fases pneumatolíticas en rocas graníticas, a temperaturas sobre 250°C.
Fenitización Asociada a carbonatitas. Presenta nefelina, egirina, feldespato
alcalino y anfíboles sódicos en las aureolas de las masas carbonatiticas
Serpentinización Formación de serpentina y talco, en depósitos de oro y
níquel.
Zeolitización Formación de estilbita, natrolita y heulandita en depósitos de
cobre nativo en basaltos amigdaloides.
32. Reacción de hidrólisis
La estabilidad de los feldespatos, micas y minerales de arcilla es
controlada por la hidrólisis, fenómeno por el cual K+, Na+, Ca2+, Mg2+ y
otros cationes son transferidos del mineral a la solución y el H+ ingresa a la
fase sólida.
La estabilidad de los feldespatos potásicos y de la muscovita a la
temperatura de alrededor 300° C está controlada por las siguientes
reacciones
1.5KAlSi3O8 + H+ 0.5 KAl3Si3O10(OH)2 + 3 SiO2 + K+ (1)
Fd K muscovita cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 3/2 H2O 3/2 Al2Si2O5(OH)4 + K+ (2)
Muscovita caolinita
Es evidente que estas reacciones se desplazan a la derecha si el pH
disminuye.
33. Otros ejemplos de hidrólisis:
Sericita alunita cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + 4H+ + 2SO2- = KAl3(SO4)2(OH)6 + 3SiO2
ácido sulfúrico
Con fluidos muy ácidos como el de la última reacción se pueden hidrolizar incluso micas
aluminosas dando origen al sulfato de Al alunita y cuarzo.
Andesina caolinita cuarzo
Na2CaAl4Si8O24 + 4H+ + 2H2O = 2 Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2Na+ + Ca2+
Sericita pirofilita cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 3SiO2 = 1.5 Al2Si4O10(OH)4 + 4SiO2 + 2Na+ + Ca+
Albita montmorillonita-Na cuarzo
1.17 NaAlSi3O8 + H+ = 0.5 Na0.33Al2.33Si3.67O10(OH)2 + 1.67SiO2 + Na+
Montmorillonita caolinita cuarzo
3 Na0.33Al2.33Si3.67O10(OH)2 + H+ + 3.5 H2O = 3.5 Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + Na+
40. Esquema idealizado de la evolución de la secuencia de alteración.
Ilustra los tipos de alteración como función de la Temperatura, y la
actividad de K+ e H+
(Tomado de Guilbert y Park, 1985 et Burnham y Ohmoto, 1980, en Pirajno,
41.
42.
43. SD:JAZ-5, Jerome, AZ
Izq: Clorita masiva, Clara a verde o café (PL).
Der: Igual. Puede ser negra, verde oliva o azul "anómalo" . (XPL).
50X, Ancho 2 mm.
44. SD:B-2, Bingham Mine, Utah
Izq: Epidota reemplaza a plagioclasa (TBP).
Der: Igual. (TBXP).
50 X, Ancho 2 mm.
45. SD:B-1, Bingham Mine, Utah
Izq: Clorita reemplaza a biotita, sericita reemplaza a plagioclasa
(TBP).
Der: Igual. (TBXP).
50 X, Ancho 2 mm.
47. SD:QMP, DDH-160, 96', Bingham Mine, Utah
Sericita diseminada reemplaza Fd K hidrothermal (área coloreada
oscura). Area relicta de plagioclasa dentro de Fd K hidrotermal
además
reemplazado por sericita y Caolinita. (TBXP).
25 X, Ancho 3 mm
48. SD:QMP, DDH-50, 155', Bingham Mine, Utah
Caolinita redonda irregular (9 micron) y baja birefringencia.
Esmectita café y lamelas blancas de illita . (TBXP).
400X, Ancho 0.19 mm.
49. SD:SB-4, Silver Bell, AZ
Izq: Biotita hidrotermal reemplaza biotita primaria (TBP).
Der: Igual. (TBXP).
25X, Ancho ? mm.
50. SD:SB-11, Silver Bell, AZ
Izq: Epidota reemplaza a feldespato (TBP).
Der: Igual. (TBXP).
25X, Ancho ? mm
51. SD:SB-22, Silver Bell, AZ
Izq: Carbonato reemplaza a feldespato (TBP).
Der: Igual. (TBXP).
25X, Ancho ? mm
52. SD:SB-32, Silver Bell, AZ
Izq: Caolinita y sericita (TBP).
Der: Igual. (TBXP).
25X, Ancho ? mm.
53. SD:SB-501, Silver Bell, AZ
Izq. Sup: Sericita reemplaza plagioclasa (TBP).
Izq Inf: Igual. (TBXP).
Der sup: Clorita reemplaza biotita, sericita reemplaza plagioclasa.
(TBP).
Der Inf: Igual. (TBXP).
25X, Ancho 3 mm.
54. SD:QLP, DDH-160, 1252' Bingham Mine, Utah
Esmectita color café. Venilla con calcita;
calcita producto de la esmectita. (TBXP).
100X, Ancho 0.75 mm.
