UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE ING. DE MINAS YACIMIENTOS HIDROTERMALES CURSO: YACIMI
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE ING. DE MINAS
YACIMIENTOS HIDROTERMALES CURSO: YACIMIENTOS MINERALES DOCENTE: ING. GAMARRA REYES, BILMER
TRUJILLO - PERÚ YACIMIENTOS HIDROTERMALES
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ÍNDICE Introducción…………………………………………………………………………3 Desarrollo…………………………………………………………………………...4 Factores esenciales para los depósitos hidrotermales………………………...5 Fuentes de fluidos hidrotermales…………………………………..………….…5 Clasificación de los yacimientos hidrotermales………………………………...6 Yacimientos Hipotermales o Katatermales………………………..7 Yacimientos Mesotermales…………………………………………8 Yacimientos Epitermales……………………………………………9 Yacimientos Teletermales…………………………………………..10 Factores que afectan a la deposición de minerales……………………………12 Estructuras que controlan la mineralización hidrotermal………………………13 Alteración hidrotermal……………………………………………………………..16 Conclusiones……………………………………………………………………….18 Lincografía………………………………………………………………………….19
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INTRODUCCIÓN Los yacimientos hidrotermales son aquellos formados a partir de soluciones procedentes de la consolidación de un magma y también por la circulación de soluciones acuosas en la corteza terrestre, las cuales pueden estar constituidas por aguas magmáticas primarias o por mezcla de éstas con aguas meteóricas. Por tanto se pueden formar yacimientos en conexión con sistemas hidrotermales magmáticos, relacionados con plutonismo profundo a intermedio (profundidades entre 500-3000m), y con sistemas hidrotermales meteóricomagmáticos, ligados a complejos volcánicos y subvolcánicos (profundidades entre100-1000m). Los procesos de diferenciación magmática dan origen a fluidos magmáticos enriquecidos en metales que originalmente estaban presentes en forma discreta en el magma. Estas soluciones hidrotermales transportan los metales desde la intrusión en consolidación hasta el lugar de la deposición de estos metales. De este modo dan origen a depósitos hidrotermales desde elevada temperatura cerca a la intrusión a depósitos de temperatura intermedia a cierta distancia de la misma y a depósitos de baja temperatura a mayor distancia aún. Generalmente se encuentran asociados en áreas de rocas ígneas plutónicas; no detectándose relación alguna a rocas efusivas o intrusiones formadas cerca a la superficie. Generalmente las rocas plutónicas de composición intermedia a ácido (siliceas) son las más favorables para la formación de estos depósitos.
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DESARROLLO Los yacimientos hidrotermales están constituidos por menas formadas por soluciones acuosas calientes. Estas soluciones hidrotermales transportan los metales desde la intrusión en consolidación hasta el lugar de la deposición del metal. Normalmente son líquidos y gradualmente pierden calor a medida que se alejan de la intrusión. El agua expulsada de su fuente magmática se desplaza, lateral o verticalmente, para llegar finalmente a la superficie donde aflora como fuente o manantial de agua termal. Desde la profundidad magmática hasta la superficie el agua pierde temperatura y presión, perdiendo en consecuencia la mayor parte de su poder disolvente. Por ello, casi todas las sustancias disueltas en el agua precipitan en el camino originando concentraciones o depósitos minerales. Cabe recalcar que es un proceso geológico que involucra soluciones acuosas calientes que pueden ser de origen ígneo, metamórfico o sedimentario, que tiene la capacidad de disolver, transportar y depositar minerales. Estos procesos son responsables de grandes yacimientos de diversos minerales, conocidos en el mundo.
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FACTORES ESENCIALES PARA LOS DEPÓSITOS HIDROTERMALES
Disponibilidad de soluciones mineralizadas susceptibles de disolver materia mineral.
Presencia de aberturas en las rocas por las cuales puedan canalizarse las soluciones.
Presencia de lugares de emplazamiento para la deposición del contenido del mineral.
Reacción química cuyo resultado sea la deposición.
Suficientes concentración de materia mineral depositada para llegar a construir depósitos explotables.
FUENTE DE FLUIDOS HIDROTERMALES Existen evidencias (sobre todo de inclusiones fluidas) que las soluciones hidrotermales salinas están ampliamente distribuidas en la corteza. En algunos sistemas geotermales activos (Ej. El Tatio en el norte de Chile) se puede observar como afloran aguas calientes en superficie. Los sistemas geotermales son objeto de estudios para comprender la circulación de soluciones hidrotermales. ¿De dónde provienen las soluciones? Los datos provenientes de fuentes termales, aguas de minas, túneles, sondajes, inclusiones fluidas de minerales y rocas indican que hay cinco fuentes de aguas hidrotermales:
Aguas meteóricas
Incluye aguas superficiales y subterráneas (acuíferos o napas de aguas subterráneas)
Aguas marinas
Aguas de los océanos
Aguas connatas o de formación
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Aguas que quedan atrapadas en los intersticios o poros de secuencias de rocas y aguas meteóricas de penetración profunda.
Aguas metamórficas
Aguas liberadas por cambios mineralógicos de minerales hidratados a minerales anhidros.
Aguas magmáticas
Aguas primarias derivadas de procesos ígneos que dan origen a rocas intrusivas y volcánicas.
CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS HIDROTERMALES Los depósitos hidrotermales también son conocidos, comúnmente como filonianos, y se clasifican según su temperatura de formación que varían entre 50° C y 500° C y en función a la mayor o menor proximidad a la roca donde se encuentre. Las de temperatura elevada están también a presión elevada. Se clasifican, según Lindgren, en:
Y. Hipotermales
Y. Mesotermales
Y. Epitermales
Y. Teletermales
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Yacimientos Hipotermales o Katatermales Estos son el primer grupo de yacimientos formados por soluciones hidrotermales, estos se encuentran a gran profundidad y relativamente alta temperatura. En relación a las soluciones hidrotermales existen dos puntos de vista diferentes. El primer punto supone que tales soluciones salen del magma en forma gaseosa y luego se condensan a líquidos hidrotermales, de los cuales cristalizan las menas. El otro punto sostiene que las soluciones hidrotermales salen del magma como líquidos alcalinos, ricos en constituyentes volátiles, según lo evidencia el carácter alcalino de las fuentes termales juveniles y la solubilidad de metales en soluciones alcalinas. Para la formación de depósitos hipotermales las rocas más favorables son las plutónicas de tipo intermedio a ácido (silíceas). Los depósitos hipotermales son predominantemente de reemplazamiento, aun cuando a veces pueden serlo también de relleno o presentar evidencia de ambos procesos. Composición mineralógica Según los minerales presentes, Lindgren agrupa los filones hipotermales así: Filones de casiterita, wolframita y molibdenita. Filones auríferos de reemplazamiento. Yacimientos cupro - turmaliníferos. Yacimientos plomo - turmaliníferos. La ganga de estos filones es generalmente cuarzo. Textura Usualmente gruesa, cristalina o masiva. Algunas veces se presentan cavidades con drusas, burbujas gaseosas e inclusiones fluidas.
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Yacimientos Mesotermales Los depósitos mesotermales comprenden filones y reemplazamientos formados a moderadas presiones y temperaturas. Se les asigna una profundidad de formación entre 1.200 y 3.600 m (140 a 400 atm) y temperaturas, según Lindgren, de 175 a 300° C. Generalmente están asociados estos depósitos con rocas ígneas intrusivas que varían entre acidas (silíceas) básicas (máficas) pero las más favorables parecen ser las intermedias y ácidas. Los cuerpos intrusivos pueden ser batolitos, lacolitos o cúpulas. Los techos de los batolitos podrían presentar las mejores condiciones para el desarrollo de estos depósitos. Rocas encajantes pueden ser ígneas, metamórficas o sedimentarias. Los yacimientos diseminados de cobre o porfídicos, se consideran mesotermales. Los filones o chimeneas son comunes y los mantos son cuerpos irregulares de reemplazamiento pueden desarrollarse donde cortan a las rocas carbonatadas. Composición mineralógica Los metales predominantes en condiciones mesotermales son: Au-Ag, Cu, Pb, Zn, Co, Ni, Sb, W, Mn y As, entre los minerales más característicos están la calcopirita, enargita, bornita, tetraedrita tennantita, esfaleritá, galena, calcosina, así como otros minerales menos frecuentes, los minerales de ganga incluyen cuarzo, pirita, y carbonates; un yacimiento típico de cobre - plomo-cinc puede incluir todos estos minerales y otros. Lindgren, señalo que los yacimientos mesotermales no contienen granate, topacio, piroxenos, anfíboles, o turmalina, que son minerales de alta temperatura, ni zeolitas que son estables en temperaturas bajas. Textura La textura más común es la masiva rudamente cristalina. La mineralización puede haberse efectuado por relleno y reemplazamiento.
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Yacimientos Epitermales Denominados por los antiguos geólogos como "depósitos más jóvenes" por encontrarse usualmente asociados a rocas efusivas andesíticas o riolíticas (cristalizadas cerca de la Superficie) o a rocas sedimentarias. Se presentan como verdaderos filones de relleno de fisura en regiones de actividad volcánica comparativamente reciente, cercanos a los centros eruptivos o en algunos casos, dentro de ellos. Lindgren da como temperatura de formación de 50° C a 200° C. La profundidad entre 60 y 1200 m. Estudios posteriores de inclusiones fluidas indican temperaturas hasta de 300° C y aún mayores. La mayoría están en forma de rellenos de filón, fisuras irregulares ramificadas, stockworks o chimeneas de brecha. El reemplazamiento se conoce en muchas de las menas, pero son más frecuentes los rellenos de espacios abiertos y algunos yacimientos son la forma dominante de emplazamiento. Composición mineralógica Los principales minerales que tienen importancia en depósitos epitermales, son: Oro y Plata, bien en relación o en forma de teluros. (Petzita, Silvanita, Calaverita, Ressita, etc.). Argentita. Sulfusales de plata (sulfoarseniuros y sulfoantimoniuros, polibasita, estefanita, pirargirita, proustita). Estibina es muy abundante. Cinabrio, mineral diagnóstico epitermal, a veces con mercurio metálico. Sulfuros comunes como galena, blenda, marcasita, pirita y calcopirita son abundantes y de importancia económica. Pirrotita, magnetita y minerales típicos de condiciones físico-químicas intensas de formación, nunca se encuentra en yacimientos epitermales.
Como minerales de ganga se tiene principalmente: YACIMIENTOS HIDROTERMALES
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Cuarzo fino granular, calcedonia, ópalo. Abundan los carbonatos. Rodonita, rodocrosita son comunes. Adularia, es uno de los más característicos minerales de ganga en este grupo. A veces se encuentra fluorita, barita y alunita.
Textura Las cavidades de drusas, estructuras en peine, crustificaciones y el bandeado simétrico son generalmente observables. Las fisuras tienen una conexión directa con la superficie permitiendo que los fluidos mineralizantes fluyan con relativa facilidad, de hecho algunas termales y fumarolas son probablemente expresiones superficiales de sistemas epitermales subyacentes. Las texturas coloformes son también características de la zona epitermal, reflejando las temperaturas moderadas y la libre circulación.
Yacimientos Teletermales Algunos yacimientos minerales se forman por fluidos hidrotermales que han emigrado tan lejos de su origen que perdieron la mayor parte de su potencial para reaccionar químicamente con las rocas circundantes. Estas fases terminales del sistema hidrotermal canalizado se denominan fluidos Teletermales (del griego, tele: lejos). La zona teletermal es un medio somero donde las temperaturas y las presiones son bajas donde las características de los minerales son similares, tanto si se precipitaron de aguas meteóricas descendentes como fluidos hidrotermales ascendentes diluidos por aguas subterráneas más frías.
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Composición mineralógica La mineralogía de las menas Teletermales es simple, incluyen minerales como: Esfalerita pobre en hierro y galena pobre en plata, calcopirita, pirita, marcasita, calcosina, y cantidades menores de otros sulfuros. El cobre nativo se deposita en zona termal y los minerales óxidos son prácticamente nulos en cuanto la variedad. Muchos yacimientos de flourita y baritina, han alcanzado a veces los dos últimos proporciones económicas. En algunos distritos, la galena, esfalerita, baritina, y fluorita Teletermales se encuentran juntos en cantidades explotables. Los yacimientos Teletermales son probables que sean estructuralmente simples. Se formaron a grandes distancias de los posibles centros magmáticos y normalmente lejos de áreas de fuertes actividades tectónicas. Son posibles tres tipos genéticos: singenéticos, diagenéticos y epigenéticos.
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FACTORES QUE AFECTAN A LA DEPOSICIÓN DE MINERALES Cambios y reacciones químicas: En su largo camino ascendente, las soluciones mineralizadoras tienen que experimentar algún cambio químico por su reacción con las rocas que atraviesan. Las rocas silicatadas las hacen alcalinas o más alcalinas. La concentración de iones de hidrogeno (PH) puede determinar cuándo ha de ocurrir la reacción con las rocas o deposición. La sustitución puede producirse por los minerales antiguos por otros nuevos, sólo por la reacción entre la solución y un sólido. Temperatura y presión: Los factores más importantes que producen la deposición hidrotermal a partir de soluciones se producen los cambios de temperatura y presión. En general un descenso de temperatura hace disminuir la solubilidad y produce precipitación. Las soluciones hidrotermales inician su camino con el calor proporcionado por el magma, calor que se pierde lentamente al ir atravesando las rocas. El descenso de temperatura depende del ritmo de pérdida de calor en las paredes rocosas, lo cual depende a su vez de la cantidad de la solución que atraviese, de las reacciones exotérmicas y principalmente de la capacidad de la pared rocosa para absorber el calor. Localización de la mineralización hidrotermal: La causa de la localización de los yacimientos hidrotermales depende del carácter químico y físico de la roca huésped y de los rasgos estructurales, de la intrusión y de la profundidad de su formación y de los cambios que experimenten las aberturas de las rocas.
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ESTRUCTURAS QUE CONTROLAN LA MINERALIZACIÓN HIDROTERMAL Relleno de Cavidades El relleno de espacios abiertos o cavidades en las rocas se consideró antiguamente como el único modo de formación de los depósitos minerales. El relleno de cavidades consiste en la deposición del mineral a partir de soluciones en aberturas de las rocas. Aquéllas pueden ser diluidas o concentradas, calientes o frías, de procedencia magmática o meteórica, la mayor parte son calientes, y diluidas y magmáticas. La precipitación de los minerales se efectúa en virtud de los procesos efectuados por los cambios químicos, de temperatura, y presión de las soluciones mineralizadoras. El relleno comúnmente no es completo en cuyo caso quedan drusas, en el centro de algunas de ellas son suficientemente grandes para que quepa un hombre en ellas. Las drusas pueden contener una o más secuencias de cristales depositados en las paredes y son buscadas por los coleccionistas de minerales porque son el alojamiento de cristales hermosos y raros que adornan los museos de mineralogía.
Yacimientos minerales resultantes El proceso de relleno de cavidades ha dado origen a un gran número de yacimientos minerales de diversas formas y tamaño y han proporcionado una importante concentración de metales y productos minerales. Los yacimientos resultantes del relleno de cavidades se clasifican en la siguiente lista: Filones de fisura Yacimientos de zonas de cizallamiento Stockworks Crestas de repliegues Venas escalonadas Declives y planicies, grietas de plegamiento
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Yacimientos de relleno de brechas, volcánicos y de hundimiento tectónico Rellenos de cavidades por soluciones, filones de cuevas, de galerías y de incisión Rellenos de espacios porosos Rellenos de vesículas
Filones de fisura Un filón de fisura es una masa mineral tabular que ocupa una o más fisuras, dos de sus dimensiones son mayores que la tercera. La mayoría de los filones de fisura son estrechos, y su longitud oscila entre una decena de metros y algunos kilómetros, pocos son verticales la mayoría están inclinados, con afloramiento en la superficie. Las fisuras pueden formarse en virtud de tensiones que actúen en la corteza terrestre, pueden o no ir acompañadas por fallas, estas pueden ampliarse en el momento de la mineralización, por la fuerza intrusiva de las soluciones mineralizantes que actúa desde abajo. Las variedades de los filones son: Simple, ocupa una sola fisura sus paredes son rectas y paralelas Compuesto, es una zona de gran fractura que llega a tener decenas de metros de anchura y está integrada por varias fisuras aproximadamente paralelas rellenas de mineral con vetas transversales que enlazan Lenticulares, son gruesos lentejones en esquistos, se encuentran varios a la vez a modo de sarta de salchicha, pero pueden estar sueltos formando lentejones escalonados. Laminado, es un grupo de fracturas muy próximas entre, están delimitadas y paralelas cada una se llena de minerales y queda separada por capas de roca estéril.
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Yacimientos de zonas de cizallamiento Las aberturas delgadas, hojosas y conectadas entre sí de una zona de cizalladura sirven de excelentes conductos para las soluciones mineralizantes, y se produce una deposición en el interior de las venas y grietas en forma de granos finos y placas delgadas de minerales. El espacio que queda abierto es insuficiente para contener suficiente minerales no ferrosos para constituir una mena, pero el oro con pirita forma depósitos explotables. Abertura en las rocas Las aberturas en las rocas son fundamentales para la formación de depósitos epigenéticos, son esenciales para la existencia de aguas freáticas, petróleo y gas. Los diferentes tipos de aberturas en las rocas que pueden servir de receptáculo para los minerales o permitir el desplazamiento de soluciones o de sus constituyentes a través de las rocas, pueden clasificarse del modo siguiente. Cavidades primitivas. Espacios porosos Retículos cristalinos. Vesículas o burbujas de aire Conductos de expulsión de lavas Grietas de enfriamiento Cavidades de brechas ígneas Planos de estratificación Cavidades provocadas Fisuras, con fallas o sin ellas Cavidades en zonas de cizallamiento Cavidades debidas a plegamiento o alabeo Grietas y roturas de anticlinales y sinclinales Chimeneas volcánicas Brechas tectónicas Brechas de hundimiento YACIMIENTOS HIDROTERMALES
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ALTERACIÓN HIDROTERMAL La alteración hidrotermal ocurre a través de la transformación de fases minerales, crecimientos de nuevos minerales, disolución de minerales o precipitación, y reacciones de intercambio iónico entre los minerales constituyentes de una roca y el fluido caliente que circulo por la misma. Factores que controlan la alteración hidrotermal en las rocas
Temperatura y la diferencia de temperatura entre la roca y el fluido que la invade; mientras más caliente el fluido mayor será el efecto sobre la mineralogía original.
Composición del fluido: sobre todo el pH del fluido hidrotermal; mientras más bajo el pH(fluido más ácido) mayor será el efecto sobre los minerales originales.
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.
Procesos debido a la alteración hidrotermal
Deposición directa: muchos minerales se depositan directamente a partir de soluciones hidrotermales. Para poder hacerlo es obvio que la roca debe tener pasajes para que el fluido pueda moverse dentro de ellas. Ej. diaclasas, fallas, fracturas hidráulicas, discordancias, zonas brechosas, huecos, poros y fisuras. El cuarzo, calcita y anhidrita forman fácilmente venillas y relleno de huecos en las rocas, pero también se ha observado localmente clorita, illita, adularia, pirita, pirrotina, hematita, wairakita, fluorita, laumontita, mordenita, prehnita y epidota que deben haberse depositado directamente de un fluido hidrotermal.
Reemplazo: Muchos minerales de las rocas son inestables en un ambiente hidrotermal y estos tienden a ser reemplazados por nuevos minerales que son estables o al menos metaestables en las nuevas condiciones. La velocidad del reemplazo es muy variable y depende de la permeabilidad de la roca. YACIMIENTOS HIDROTERMALES
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Lixiviación: Algunos de los componentes químicos de las rocas son extraídos por los fluidos hidrotermales al atravesarlas, particularmente cationes metálicos, de modo que la roca es deprimida en dichos componentes o lixiviada. En ciertas condiciones, como por ejemplo donde se condensa vapor acidificado por oxidación de H2S, la solución ácida resultante (por la presencia de H2SO4) ataca las rocas disolviendo minerales primarios, pero sin reemplazar los huecos resultantes que se producen. Esto puede en casos extremos resultar en una masa porosa de cuarzo residual.
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CONCLUSIONES
Pudimos interpretar que los yacimientos hidrotermales son aquellos formados a partir de soluciones procedentes de la consolidación de un magma y también por la circulación de soluciones acuosas en la corteza terrestre.
Se constató que las rocas plutónicas de composición intermedia a ácido son las más favorables para la formación de estos depósitos.
Los yacimientos hidrotermales están constituidos por menas formadas por soluciones acuosas calientes.
Un proceso geológico que involucra soluciones acuosas calientes que pueden ser de origen ígneo, metamórfico o sedimentario.
A medida que un magma se solidifica se van formando los minerales propios de las rocas ígneas , mientras las fases liquida y gaseosa de la mezcla se van enriqueciendo en agua con elementos y sustancias
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LINCOGRAFÍA
http://es.scribd.com/doc/130957795/Geoquimica-de-YacimientosHidrotermales#scribd
http://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/Aplicaciones_geologicas/Clasifica cion-de-yacimientos-hidrotermales.html
https://es.scribd.com/document/351282683/yacimientos-hidrotermales
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