Geología

Procesos geológicos

La alteración hidrotermal o metamorfismo hidrotermal es un proceso geológico en donde sedimentos o rocas sufren los efectos de lacirculación de fluidos de agua a altas temperaturas que son químicamente activos.^1 2 La alteración hidrotermal afecta la composición mineral y la velocidad de ciertas reacciones.² La alteración hidrotermal ocurre a relativamente bajas temperaturas y presiones si se compara con otros tipos de metamorfismos.¹

La espilita y la serpentinita son ejemplos de rocas que se forman producto de alteración hidrotermal.

Alteraciones hidrotermales >>> Detalles de algunos tipos de alteración hidrotermal

Los términos más comunes en depósitos epitermales serían alteración propilítica, argílica, argílica avanzada y silicificación. Se incluyen también las alteraciones fílica y potásica, más características de depósitos de tipo pórfidos puesto que en algunas ocasiones puedes coexistir ambos tipos de depósitos. Notas: *Las condiciones de estabilidad -en términos de pH y temperatura- de los diferentes minerales que se citan en este aparatado están recogidas en la Figura 21 *La distribución de las alteraciónes hidrotermales con respecto a depósitos de alta y baja sulfuración está recogida en la Figura 22.Esta figura está acompañada por una columna en la que se resumen los minerales “significativos” de cada tipo de alteración. Propilítica: Caracterizada por la presencia de clorita, epidota y/o calcita,  y plagioclasa albitizada. Ausencia de una apreciable lixiviación de alcalis o alcalinotérreos; H2O, CO2 y/o S pueden agregarse a la roca, formándose albita, calcita y/o pirita. Este tipo de alteración representa un bajo grado de hidrólisis de los minerales de las rocas y por lo mismo su posición en zonas alteradas tiende a ser marginal. Generada por soluciones de pH neutro a alcalino y en rangos de temperatura bajos (200°-300°C). Las formaciones de clorita, epidota y albita están representadas por las reacciones siguientes: Cloritización de la biotita: biotita + H+  è clorita + cuarzo + K+ Epidotización y albitización de la plagioclasa: plagioclasa + cuarzo + H2O + Na+ è epidota + albita + H+ Argílica Intermedia (o argílica o argílica moderada): Importantes cantidades de caolinita, montmorillonita, esmectita o arcillas amorfas, principalmente reemplazando a plagioclasas; puede haber sericita acompañando a las arcillas; el feldespato potásico de las rocas puede estar fresco o parcialmente argilitizado. Hay una significativa lixiviación de Ca, Na y Mg de las rocas. La alteración argílica intermedia representa un grado más alto de hidrólisis relativo a la alteración propilítica. Este tipo de alteración tiene lugar en rangos de pH entre 4 y 5 y puede coexistir con la alunita en un rango transicional de pH entre 3 y 4. La caolinita se forma a temperaturas bajo 300°C (aunque generalmente en el rango <150 300="" es="" estable="" fase="" la="" los="" o:p="" pirofilita.="" sobre="">

La formación de caolinita a partir de la sericita es como sigue:

Caolinización de la sericita:

4 KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂ + 6 H₂O + 4 H⁺ è 3 Al₄Si₄O₁₀(OH)₈ + 4 K⁺

Este tipo de alteración (especialmente en ambiente pórfidos) puede gradar a alteración propilitica hacia roca fresca (mas montmorillonita) y a alteración sericítica hacia el interior (mas caolinita).

Argílica avanzada: Caracterizada por la destrucción total de feldespatos en condiciones de una hidrólisis muy fuerte, dando lugar a la formación de caolinita y/o alunita. Gran parte de los minerales de las rocas transformados a dickita, caolinita, pirofilita, diásporo, alunita y cuarzo. También se puede encontrar jarosita, pirita y/o zunyita. Este tipo de alteración representa un ataque hidrolítico extremo de las rocas en que, incluso, se rompen los fuertes enlaces del aluminio en los silicatos originando sulfato de Al (alunita) y óxidos de Al (diásporo). En casos extremos la roca puede ser transformada a una masa de sílice oquerosa residual (“vuggy silica” en inglés). Este tipo de alteración se da en un amplio rango de temperatura pero a condiciones de pH entre 1 y 3.5. A alta temperatura (sobre 350°C) puede darse con andalucita además de cuarzo. Bajo pH 2 domina el cuarzo, mientras que alunita se da a pH sobre 2.

La alunita se forma a partir de la caolinita por la reacción siguiente:

Alunitización de la caolinita:

3 Al₄Si₄O₁₀(OH)₈ + 2K⁺ + 6H⁺ + (SO₄)⁼ è 2 KAl₃(SO₄)₂(OH)₆ + 6 SiO₂ + 3 H₂O

Silicificación: caracterizada por la destrucción total de la mineralogía original. La roca queda convertida en una masa silícea. Representa el mayor grado de hidrólisis posible. Ojo: los rellenos hidrotermales de espacios abiertos por cuarzo "no son" una silificación.

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Fílica (Sericítica o cuarzo-sericítica): Ambos feldespatos (plagioclasas y feldespato potásico) transformados a sericita y cuarzosecundarios, con cantidades menores de caolinita. Normalmente los minerales máficos también están completamente destruidos en este tipo de alteración. Es el resultado de una hidrólisis moderada a fuerte de los feldespatos, en un rango de temperatura de 300º-400ºC y en un rango de pH 5 a 6.

La reacción de formación de sericita es la siguiente:

Sericitización del feldespato potásico:

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

A temperaturas más bajas se da illita (200°-250°C) o illita-smectita (100°-200°C).A temperaturas sobre los 450°C, corindón aparece en asociación con sericita y andalucita.

Potásica: Alteración de plagioclasas y minerales máficos a feldespato potásico secundario y/o biotita secundaria. Biotita en vetillas ocurre principalmente en el rango 350°-400°C. 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. Esta alteración corresponde a un intercambio catiónico (cambio de base) con la adición de K a las rocas.

A diferencia de las anteriores este tipo de alteración no implica hidrólisis y ocurre en condiciones de pH neutro o alcalino a altas temperaturas (principalmente en el rango 350°-550°C. Por esta razón, frecuentemente se refiere a la alteración potásica como tardimagmática y se presenta en la porción central o núcleo de zonas alteradas ligadas al emplazamiento de plutones intrusivos.

Las reacciones de formación de feldespato potásico y biotita son las siguientes:

Formación de feldespato potásico secundario:

plagioclasa + K⁺ -> feldespato potásico + (Na⁺, Ca²⁺)

Formación de biotita secundaria:

hornblenda + (H+, Mg²⁺, K⁺) -> biotita + (Na⁺, Ca²⁺)

Pregunta: En la siguiente tabla, indicar si hay alguna incongruencia

Paragénesis caracterísitica	Tipo de alteración
clorita, epidota y/o pirofilita y plagioclasa albitizada	Propilítica
caolinita, montmorillonita, esmectita	Argílica intermedia
caolinita y/o alunita	Argílica avanzada
Sílice oquerosa	Silicificación

Tipos de alteración hidrotermalR. Oyarzun

Andesita propilitizada, note el intenso color verde de la roca. Las vesículas contienen calcita y clorita.
Distrito de Talcuna (Cu-Mn), Chile

• Alteración potásica: caracterizada por la presencia de feldespato potásico secundario y/o biotita secundaria (anhidrita tambien puede estar presente). En terminos fisicoquímicos esta alteración se desarrolla en presencia de soluciones casi neutras y a altas temperaturas (400º-600ºC).
• Propilítica: caracterizada por la presencia de clorita, epidota y/o calcita, y plagioclasa albitizada. Generada por soluciones casi neutras en un rango variable de temperaturas.
• Alteración fílica, tambien denominada cuarzo-sericítica o simplemente sericítica: caracterizada por el desarrollo de de sercita y cuarzo secundario. Es el resultado de una hidrólisis moderada a fuerte de los feldespatos, en un rango de temperatura de 300º-400ºC.
• Alteración argílica, también denominada argílica intermedia: caracterizada por la presencia de caolinita y/o montmorillonita.
• Argílica avanzada: caracterizada por la destrucción total de feldespatos en condiciones de una hidrólisis muy fuerte, dando lugar a la formación de caolinita y/o alunita.
• Silicificación: caracterizada por la destrucción total de la mineralogía original. La roca queda convertida en una masa silícea. Representa el mayor grado de hidrólisis posible. Los rellenos hidrotermales de espacios abiertos por cuarzo "no son" una silificación.