43153_MATERIALDEESTUDIOPARTEIIIDiap121-152

61 121 Campos de estabilidad de diferentes tipos de aguas en diagrama Eh-pH Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Int

Views 123 Downloads 3 File size 2MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Citation preview

61 121

Campos de estabilidad de diferentes tipos de aguas en diagrama Eh-pH

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

122

Diagrama T-pH mostrando las asociaciones mineralógicas estables a diferentes condiciones de temperatura y acidez (Corbett & Leach, 1998)

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

62 123

ESTABILIDAD DE LOS PRINCIPALES MINERALES DE ALTERACION Al, sílice Kfp

Cbt

Kao Ser, prf

Sílice

Bt, Kfp, mt

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

124

Alterabilidad de los minerales y sus principales productos hidrotermales Alterabilidad

Mineral original Vidrio volcánico

Muy alta

Alta

Media

Baja

Principales productos hidrotermales Zeolitas, cristobalita, cuarzo, calcita, arcillas

Feldespatos potásicos (ortoclasa, sanidina) Plagioclasas sódica

Adularia, albita, arcillas, sericita, pirofilita, alunita

Anfíboles, biotita

Pirita, clorita, calcita, anhidrita

Calcita

Dolomita, anhidrita, yeso

Magnetita, ilmenita, pirrotita, Pirita, leucoxeno, esfena, pirita pirrotita, hematita, goethita Calcita, albita, adularia, wairakita, Plagioclasa cálcica cuarzo, anhidrita, clorita, arcillas, epidota Piroxenos, olivino

Clorita, illita, cuarzo, pirita

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

63 125

 Minerales del grupo de la sílice  Carbonatos  Feldespatos potásicos  Arcillas  Sulfatos  Sulfuros

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

126

MINERALES DEL GRUPO DE LA SILICE 5000

1000

Solubilidad (ppm SiO2 )

500 200 100

Sílice amorfo

50 20 10

Cuarzo pH

5 2

4

6

8

10

12

Variación de la solubilidad de la sílice en solución acuosa, en función del pH del medio (Krauskopf, 1967). Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

64 127

En soluciones subsaturadas pH < 9: monómeros de Si(OH)4pH > 9: polímeros de (Si(OH)5 . H2O)- (facilita disolución) 5000

La presencia de Al+3 y Fe+3 en el sistema favorece la precipitación de sílice, y la de Mg+2 y Ca+2 favorece su disolución.

1000

Solubilidad (ppm SiO2 )

500 200 100

Sílice amorfo

50 20 10

Cuarzo pH

5 2

4

6

8

10

12

Con el incremento de temperatura aumenta la solubilidad de la sílice.

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

128

Cerro Verde (Arequipa, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

65 129

Cerro Verde (Arequipa, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

130

Melgarejo & Proenza (2010) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

66 131

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

132

Cerro Verde (Arequipa, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

67 133

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

134

Cerro Verde (Arequipa, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

68 135

Carbonatos CaCO3 + CO2 + H2O  Ca+2 + 2HCO3-

Esta reacción es controlada por lo siguiente: - pH - PCO2 - Temperaturas

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

136

5000 Calcita 1000

Solubilidad (ppm SiO2 )

500 200 100

Sílice amorfo

50 20 10

Cuarzo pH

5 2

4

6

8

10

12

Variación de la solubilidad de carbonato en solución acuosa, en función del pH del medio (Krauskopf, 1967). Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

69 137

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

138

Feldespatos potásicos Los feldespatos potásicos precipitados a partir de soluciones hidrotermales ocurren en dos ambientes muy diferenciados:

Incremento de pH

Fluido ácido op crb trd

aln op crb trd

al, hll, sílice

hll, sílice

al, kao, sílice

kao, sílice

al qz

Neutro a alcalino

sm, sílice

ch-sm, sílice, Cbt

ch-sm, sílice, Zeo, Cbt

clo-sm, kao, sm, sm, Cbt, sm, qz/chd, clo-sm, qz/clo qz, sid qz/chd, Cbt Zeo, kao,ill,sm, cac/dol ill-sm, clo, Cbt, qz, sid qz, clo, ill-sm, kao, dik, al, kao, dik, Cbt qz, chd clo, qz, kao, dik qz, (dp) ill-sm, ep, Zeo, qz, sid qz, (dp) cac/dol, clo, ill, ill, ad/ab ab/ad, al, qz, dik dik, ill, qz, Cbt clo, qz, ep, dik Cbt qz, (dp) qz, (sid) Zeo, cac/dol, qz, (dp)

al kao qz

qz

hll, sm, sílice kao,sm, sílice, (sid)

kao, qz

ad/ab

1) Primeros estadios de generación de soluciones hidrotermales de magmas félsicos 2) Ambientes epitermales de baja sulfuración

al, dik, prf, dik, prf, qz, (dp) qz, (dp)

prf, al, prf, qz, (dp) qz, (dp)

and,al,qz and, al, prf, qz

and, prf, qz

Sin condiciones de disociación Grupo sílice

Grupo alunita

Grupo Al-kao

Grupo Kaolín

dik, prf, ser, qz prf, ser, qz

ser, qz, Cbt

ser, Fpt, qz, chd, Cbt

clo, qz, ep ad/ab, cac/dol ep, act, clo, qz, Fp, cac/dol

Mica/ser, act, qz, Mica/ser, Mica/ser, Fp, Cbt, Fp, ch prf, qz qz, Cbt qz, clo

trd, qz, cac, dol

bt, act, Fp, qz

Cpx, qz, cac, dol

and, Mica, qz, Mica, qz (Cbt) and, Mica, cor, qz

Grupo I-kao

Mica, cor, qz

Grupo Illita

Mica, Fp, qz, Cbt Grupo Clorita

Grt, qz, wo, ves, mt Grupo Calco-silicatos

bt, Fp, Cpx, mt

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

70 139

Según Lowell y Guilbert (1970) Cuarzo-sericita-clorita fedelpasto potásico Zona potásica Zona fílica Zona argílica Zona propilítica Clorita-sericitaepidota-magnetita Zona mineralizada Zona interior de baja ley

El primer caso corresponde a la alteración potásica de pórfidos de cobre, formada a temperatura de aproximadamente 400 ºC y en medio alcalino. Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

140

Los feldespatos más estables bajo dichas condiciones son la ortoclasa y la microclina; ambos ocurren, por lo general, finamente dispersos en la roca y acompañados de biotita, magnetita, anhidrita o carbonatos. Cerro Verde (Arequipa, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

71 141

La segunda forma de ocurrencia se da a temperaturas menores a 250 ºC y también en medio alcalino. El feldespato más estable en esas condiciones es la adularia; variedad de la ortoclasa.

Proyecto La Curva (Santa Cruz, Argentina)

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

142

Los feldespatos primarios constituyentes de la roca caja pueden hidrolizarse total o parcialmente por acción de soluciones hidrotermales ligeramente ácidas, generando cuarzo secundario y arcillas, o en otros casos sericita (ver imagen).

Cerro Verde (Arequipa, Perú)

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

72 143

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

144

ARCILLAS

Esquema general de clasificación de los filosilicatos Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

73 145

Las arcillas hidrotermales se forman por lo siguiente:  Precipitación directa desde los fluidos  Hidrólisis de los feldespatos (caolinita, montmorillonita, esmectita)  Procesos de desvitrificación

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

146

La hidrólisis de feldespatos es la reacción por la cual dichos minerales reaccionan con agua en un medio ligeramente ácido, y se transforman en cuarzo y arcillas liberando álcalis. Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

74 147

La desvitrificación es el proceso natural por el cual el vidrio volcánico metaestable empieza a cristalizar formando finísimos granos de minerales. A partir de vidrios félsicos, se forman esmectita, caolinita e illita. Y a partir del vidrio basáltico, se forman zeolitas y cloritas.

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

148

SULFATOS Incremento de pH

Fluido ácido op crb trd

aln op crb trd

al, hll, sílice

hll, sílice

al, kao, sílice

kao, sílice

Eh (voltios)

al qz

qz

Neutro a alcalino

sm, sílice

ch-sm, sílice, Cbt

ch-sm, sílice, Zeo, Cbt

clo-sm, kao, sm, sm, Cbt, sm, qz/chd, clo-sm, qz/clo qz, sid qz/chd, Cbt Zeo, kao,ill,sm, ill-sm, clo, Cbt, cac/dol qz, sid qz, clo, ill-sm, al, kao, dik, kao, dik, Cbt qz, chd clo, qz, kao, dik qz, (dp) ill-sm, ep, Zeo, qz, sid qz, (dp) cac/dol, clo, ill, ill, ad/ab ab/ad, al, qz, dik dik, ill, qz, Cbt clo, qz, ep, dik Cbt qz, (dp) qz, (sid) Zeo, cac/dol, qz, (dp)

al kao qz

Sulfatos

hll, sm, sílice kao,sm, sílice, (sid)

kao, qz

ad/ab

al, dik, prf, dik, prf, qz, (dp) qz, (dp)

prf, al, prf, qz, (dp) qz, (dp)

and,al,qz and, al, prf, qz

and, prf, qz

Sin condiciones de disociación

pH

Grupo sílice

Grupo alunita

Grupo Al-kao

Grupo Kaolín

dik, prf, ser, qz prf, ser, qz

ser, qz, Cbt

ser, Fpt, qz, chd, Cbt

clo, qz, ep ad/ab, cac/dol ep, act, clo, qz, Fp, cac/dol

Mica/ser, act, qz, Mica/ser, Mica/ser, Fp, Cbt, Fp, ch prf, qz qz, Cbt qz, clo

trd, qz, cac, dol

bt, act, Fp, qz

Cpx, qz, cac, dol

and, Mica, qz, Mica, qz (Cbt) and, Mica, cor, qz

Grupo I-kao

Mica, cor, qz

Grupo Illita

Mica, Fp, qz, Cbt Grupo Clorita

bt, Fp, Grt, qz, Cpx, mt wo, ves, mt Grupo Calco-silicatos

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

75 149

Los sulfatos más comunes como minerales de alteración son baritina, anhidrita, yeso y alunita. La baritina y el yeso pueden precipitar por enfriamiento de soluciones hidrotermales juveniles a aproximadamente 300 ºC, o también se pueden formar por alteración retrógrada al calentarse aguas connatas o aguas marinas de infiltración.

Veta de baritina (Atacama, Chile)

Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

150

El yeso como mineral de alteración se forma a temperaturas más bajas por alteración de la calcita o hidratación de la anhidrita.

Cristales de anhidrita reemplazados por yeso en la zona de alteración hidrotermal del depósito VMS El Cobre (Santiago de Cuba, Cuba).

Fuente: Melgarejo & Proenza (2010). Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

76 151

Vetillas de yeso de alteración supérgena en Cerro Corona (Cajamarca, Perú) Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

152

La alunita se forma a bajas temperaturas y pH ácido. Es un mineral característico de sistemas epitermales de alta sulfatación. Dr. Humberto Chirif Rivera - Consultor Intercade

INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org