unidad iii_formacion de yacimientos

8/16/2019 Unidad III_Formacion de Yacimientos

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UNIDAD III

FORMACIÓN DE YACIMIENTOSMINERALES

TECTONICA Y PROCESOS

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TECTONICA DE PLACAS

Los yacimientos minerales se forman a partir de procesos desegregación y concentración de determinados elementos químicos

en la corteza terrestre. Esta concentración se produce en los

diferentes niveles corticales terrestres, desde los más profundos

(plutónico, hipabisal, pasando por niveles intermedios (sub!

volcánico, hasta los niveles superficiales (volcánico, sedimentario.

Los procesos que dan origen a los diferentes tipos de depósitos,

pueden ser igneos, metamórficos, o sedimentarios. "odos pueden ser e#plicados, así como la mayoría de la actividad

geológica, en t$rminos de la teoría de la "ectónica de %lacas.


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&

ESFUERZOS EN TECTONICA E !"ACAS


4/83

'


5/83

!ROCESO E FOR#ACION $ ESTRUCCION E CORTEZA


6/83

)


7/83*


8/83+

!RINCI!A"ES A#%IENTES TECTONICOS


9/83


10/83-


11/83--

En &na 'rimera fase lo(&e s&)d&ce )a*o el

)orde continental eslitosfera oce+nica loscontinentes sea'ro-iman cerr+ndosela c&enca oce+nica.

Tras la colisión de los)ordes continentalesse 'rod&ce &naincr&stación ca)algamiento de &ncontinente so)re otro.


12/83-/


13/83-&


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#ETA"O/NESIS

E C0I"E


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METALOGENESIS

0a1o este concepto se define a la rama de la geología que est&dia elorigen de los acimientos minerales, sus relaciones con las rocas que los contienen, las estr&ct&ras que los controlan y las leyes quegobiernan la distribución de los depósitos minerales en la corteza

terrestre.

La metalog$nesis permite definir y, en su caso, mostrar en un ma'a las áreas potenciales de contener concentraciones minerales.

15


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2nidades metalog$nicas3

%rovincia 4etalog$nica3 es un área caracterizada por una

agrupación de depósitos minerales o por uno o más tipos

característicos de depósitos. 2na provincia metalog$nica puede

contener más de un episodio de mineralización.

Epoca 4etalog$nica3 Es una unidad de tiempo geológico favorable

para la depositación de menas o caracterizada por una agrupación

particular de depósitos minerales. En una misma área pueden estar

representadas varias $pocas metalog$nicas.


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4etalotecto3

"$rmino que se refiere a una determinada característica geológica

que se cree que ha 1ugado un rol en la concentración de uno o máselementos (o sustancias minerales y ha contribuido a la formaciónde depósitos minerales5 puede ser estructural, estratigráfico,litológico, geomorfológico, etc. y puede combinar espacio y tiempo.E1. 6rógeno 7ndino, una caldera volcánica, rocas volcánicas

1urásicas, una falla regional, etc.

8ran1a 4etalog$nica3

(id . 8a1a, cinturón.3 "$rmino utilizado en 9hile por varios autoresdebido a un factor de escala. Las fran1as metalog$nicas e#istentes

en 9hile se a1ustan a la definición de %rovincia 4etalog$nica, peroen traba1os previos se ha considerado a Los 7ndes como una%rovincia 4etalog$nica dominada por yacimientos cupríferos. Estoha llevado a definir en detalle ya sea sub!provincias o fran1asmetalog$nicas.


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"OS #A!AS #ETA"O/NICOS

2na ayuda e#tra en la e#ploración de yacimientos minerales viene dada por el

desarrollo de los denominados mapas metalog$nicos. En ellos se representala distribución de yacimientos minerales en una región (de mayor o menor

tama:o.

-+

Los mapas metalog$nicos

pueden representar una o

más especies metálicas, y

más de un tipo deyacimiento. La agrupación

de $stos puede venir dada

por el tipo de metal y;o el

tipo de yacimiento, lo que

da lugar a la representación

de metalotectos(acumulaciones metalíferas

relacionadas con un tipo

concreto de asociación de

rocas, formando

agrupaciones de

yacimientos.


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A#%IENTES "O%A"ES E ENERACI1N E E!1SITOS#INERA"ES

Los marcos geotectónicos en las que se desarrolla actividad ígnea

son determinantes de la naturaleza de los intrusivos y rocas

volcánicas, pero tambi$n de los tipos de depósitos minerales

asociados.

Esto determina la concentración de ciertos tipos de depósitos

minerales y;o metales en ciertas partes de la corteza terrestre.

%or E1. Los 7ndes chilenos contienen enormes yacimientos de 9u!4o, pero no e#isten yacimientos de


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%laca =azca

%laca


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%aleozoico


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>urásico

/!-') 4a

?ominio de depósitos de

9u

Estratoligados 9u (7g

@etas 9u (magnetita!

actinolita

@etas 7u y 7g


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9retácico Anferior

-')!- 4a

?ominio de depósitos de

9u

Estratoligados 9u (7g

9u!7u ó#idos 8e

%órfidos 9u!4o (7u

6#idos 8e!apatita

@etas 9u!7u


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9retácico


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%aleoceno!Eoceno

Anferior

))!' 4a

%órfidos 9u!4o

@etas epitermales 7u y

7g

9himeneas de brecha

con matriz de turmalina9u (7u, C


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Eoceno


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4ioceno!%lioceno

/&!/,) 4a

Epitermales 7u!7g (9u

%órfidos 9u!4o

%órfidos 7u


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4igración de fa1as metalog$nicas ligadas a migración del

arco magmático

>r D inf D sup

%aleoceno Eoceno inf

Eoceno 6lig inf

4ioceno ! %lio


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9omposición de 4agmas

La composición de magmas 1uega un rol importante sobre el tipo de

mineralización asociada, donde la composición de magmas es funciónen gran medida del ambiente tectónico en el cual es generado.


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9lasificación3

?e acuerdoa contenidos

de alcális

(=a/6 G

D/6 y de

sílice (


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#agmas Tole2ticos representan principalmente lavas basálticasen centros de e#pansión oceánico o dorsales o en arcos insulares

1ovenes.

En estos ambientes ocurre fraccionamiento entre basaltos,

andesitas basálticas y en menor proporción riolitas. Estos

magmas son generalmente ba1os en D, con un contenido

promedio de sílice del orden de &H.

Iacimientos asociados a este tipo de magmatismo son los de

cromita platinoides (%J4, 0ushveld,


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#agmas Calcoalcalinos ocurren en zonas de subducción, en arcosinsulares maduros y en los márgenes continentales, con rocas decomposición desde gabro a granito (basalto a riolita.

En el caso de arcos insulares dominan las rocas volcánicas,principalmente de composición andesítica (


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#agmas Alcalinos se dan en zonas de rifting intracontinental,en las zonas de fallas transformacionales y en los trasarcos

magmáticos de los margenes continentales.


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&'


35/83

&

Entre los principales elementos a considerar en la formación de

yacimientos están los siguientes3

Am)iente tectónico3 este puede ser cratónico (grandes bloquescorticales estables que no han sido afectados por compresiones

deformativas durante los Mltimos mil millones de a:os o bien

orog$nico (cadenas plegadas de tipo 7ndino o 7lpino.


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&)

Terrenos (&e 3os'edan los acimientos3 tanto los terrenos comolas rocas hospedadoras específicas tienen mucha importancia en el

resultado de los procesos mineralizadores. Ello, tanto por la

conducta estructural de sus rocas, su reactividad ante las solucioneshidrotermales y la contribución que pueden aportar en t$rminos de

fluidos y metales. ?ichos terrenos pueden ser cristalinos (comple1os

de rocas metamórficas de alto grado e intrusivos plutónicos,

volcánicos, volcano!sedimentarios y estrictamente sedimentarios.

7lgunos terrenos antiguos muestran evidencias de repetidos

episodios de mineralización correspondientes a los mismos metales,

pero cuyos yacimientos presentan tipos diversos. 7l respecto, algunos

autores los interpretan como Ndominios metalog$nicosO, que cortados

por uno o mas NreveladoresO (fallas, intrusivos, etc dan lugar a la

formación de yacimientos.


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37

ORIEN E "OS E!OSITOS #INERA"ES

El origen de los depósitos minerales puede ser tan variado como lo

son los procesos geológicos, y prácticamente cualquier proceso

geológico puede dar origen a los depósitos minerales.

7 grandes rasgos, los procesos geológicos que dan origen adepósitos minerales serían los siguientes3

!rocesos Igneos. !rocesos Sedimentarios. !rocesos #etamórficos.


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38

PROCESOS ÍGNEOS (endógenos):

Magmatismo: origina las rocas industriales (los

granitos en sentido amplio), y minerales metálicos eindustriales (los denominado depós!oso"!o#$g#%!&os, producto de la acumulación deminerales en la cámara magmática).

Procesos Pegmatticos: pueden producir depósitosde minerales metálicos (minerales raros, casiterita)e industriales: micas, cuar!o, "uorita...

Procesos $idrotermales, Metasomáticos y

%eumatolticos: &uelen dar origen a depósitos deminerales metálicos muy 'ariados, y de otrosminerales de inters industrial.

ulcanismo: produce rocas industriales (algunas

'ariedades *granticas*, áridos, pu!olanas), yminerales metálicos (a menudo, en con+unción con


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3

PROCESOS SEDIMENTARIOS (e'ógenos):

/a sedimentación detrtica: da origen a rocascomo las areniscas, y a minerales 0ue podemosencontrar concentrados en stas. epósitosdenominados de tipo placer: oro, casiterita, ni0uel,gemas...

/a sedimentación 0umica: da origen a rocas deinters industrial, como las cali!as, y a mineralesindustriales, como el yeso o las sales,2undamentalmente.

/a sedimentación orgánica: origina las rocas yminerales energticos: carón e 4idrocarurossólidos (itmenes, as2altos), l0uidos (petróleo) ygaseosos (gas natural). 6amin origina otrasrocas y minerales de inters industrial, como las

2os2oritas, 2os2atos o las diatomitas, entre otras.


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PROCESOS METAMÓRFICOS (endógenos):

9l metamorsmo regional y de contacto: da origena rocas industriales importantes, como los#%"#oes o las se"pen!n!$s, as como aminerales con aplicación industrial, como elgranate, pirolitas, talco.

;actores 0ue in"uyen en la 2ormación de losdepósitos metamórcos: 6emperatura, presión yagua 0umicamente acti'a.


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"A FUENTE E "OS #ETA"ES

'-


42/83

'/


43/83

'&

IARA#A E NI"I4


44/83

A. Eta'a Ortomagm+tica4

"iene lugar entre los *P-/ Q9 y las presiones más ba1as internas del

magma. 7l final de la etapa ortomagmática lo que queda es un residuo de

magma el cual es rico en volátiles y agua, lo cual a su vez hace aumentar

considerablemente la presión interna del magma.

i !rimera cristali5ación


45/83

%. Eta'a de Cristali5ación Resid&al4


46/83

')


47/83

'*

e'ósitos minerales asociados a la tectónica de 'lacas


48/83

TRANS!ORTE E "OS #ETA"ES

'+


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4anera de e#tracción de los metales del magma3

a 9ristalización fraccionada (caso de cromita y platinoides.

b ?esmezclamiento del magma que permita la separación de un

magma de mena.

c Antervencion de fluidos que actMan en las etapas3

- %egmatíticas

/ =eumatolítica

& Fidrotermal

Es importante el contenido de halogenuros (8 y 9l en el magma,

especialmente para la etapa neumatolítica pero la etapa másimportante es la Fidrotermal, donde intervienen el agua y el azufre

contenido en los magmas.

'


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El azufre reviste especial importancia por su rol en el transporte o

depositación de los metales sulfofilos como el 9u, 4o, Tn, etc. y en el

del 7u, que migra como comple1o bisulfurado.

El agua cumple varios roles importantes en distintos niveles3

i El carácter o#idante de los magmas calcoalcalinos, cuya

hidratación se origina en la zona de subducción se le atribuye al

6/.

ii Ketarda la cristalización de los magmas, permiti$ndoles acceder

hasta los niveles corticales superiores.

iii Es la base de las soluciones hidrotermales tempranas portadorasde la mineralización principal en yacimientos como los pórfidos

cupríferos y sus análogos.

iv 7bre canales y espacios de depósito a la mineralización sulfurada.


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-

F"UIOS !ORTAORES E #INERA"IZACION

-. Líquidos magmáticos.

/. 8luidos hidrotermales acuosos.

&. 7guas meteóricas.

'. 7gua de mar.

. 7guas connatas.

). 8luidos de procesos metamórficos.


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/

8. "2(&idos magm+ticos.

7guas magmáticas o 1uveniles3 contienen volátiles y minerales disueltos de

ba1os puntos de fusión que originan pegmatitas y fluidos hidrotermales.

%resentan las siguientes propiedades3

U 9apaces de intruir y e#truir,

U %resentan altas "R

U 8orman rocas ígneas.

U 9omposición inhomog$nea y en constante cambio debido a reacciones

químicas5U 4óviles y sistemas abiertos donde no e#iste equilibrio VVVW constante

convección y mezcla, en algunos casos hasta formar magmas

verticalmente estratificados.

U 7l enfriarse y cristalizar se separa por procesos de cristalización

fraccionada.

U 9oncentrando elementos metálicos que localmente son menas por si

mismos.

U Las porciones más máficas concentran Cr, Ni !t.U %artes más silíceas concentran esta:o (Sn, circonio (Zr , y torio (T3.U Ti y Fe asociados a todo el rango composicional y en consecuencia en

muchos ambientes.


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&


54/83

'


55/83

9C&+nta ag&a '&eden contener los magmas:

U La concentración de F/6 en magmas f$lsicos varía de /, a ),H en

peso, con una media de &H y su solubilidad en la masa silicatada

fundida depende principalmente de la presión, tambi$n de la tQ y

composición del magma.U 2n magma monzonítico cuarcífero con &H F/6 comenzará a e#solver

(liberar agua a profundidades de P&, Bm (.+ Jpa. El mismo

magma con 'H F/

6 hará lo mismo a ', Bm de profundidad.

U - Bm& de magma f$lsico con &H F/6 puede e#solver - 4t de agua

(---l.

"ambi$n contienen otros elementos en estado iónico como3

U S, Cl, CO; (los principales,U F, %o, ! y As.U Los minerales primarios o de alteración atrapan estos volátiles de

origen aparentemente primario los cuales pueden ser estudiados

mediante las inclusiones fluidas.


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)

;. Fl&idos 3idrotermales ac&osos.

8luidos residuales o mineralizadores3 incluyen los elementos más móviles,

presentes en peque:as cantidades. %resentan las siguientes propiedades3U


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*

=. Ag&as meteóricas.


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+

>. Ag&a de mar.

La infiltración de agua de

mar en la corteza oceánicagenerara un movimiento

convectivo al verse

mezcladas y calentadas por

las aguas magmáticas. 9on

estas aguas en movimiento,

los metales seranremovidos de las rocas y

transportados hacia la

superficie del fondo marino,

donde serán precipitados.


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?. Ag&as connatas.


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)

@. Fl&idos de 'rocesos metamórficos*


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)-

IONES CO#!"EOS

El agua es el medio de transporte de los metáles, pero la forma deen que se transportan está dada por los iones comple1os.

La solubilidad y transporte de los metales en fluidos asociados a

sistemas hidrotermales aumenta con la e#istencia de iones comple1os.

Ligandos más importantes son3

9l! (ión cloruro.

8! (ión fluoruro.

6F! (ión hidro#ilo.

96&

/! (ion carbonato.

F96&

! (ion bicarbonato.

9F&966! (ion acetato.


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)/

Los dos comple1os esenciales en el transporte de metales son3

Complejos clorurados

(importantes para metales base (Pb, Zn, Cu y para el Au)

4e9l/(aq

G F/<

(aqV 4e<

(sG /FGG /9l!

7u9l/

!(aq

G -;/F/6 V 7u(s

G /9l!G FGG -;'6/

Complejos bi-sulfurados

(poco importantes para metales base, muy importante para Au)

4e(F

V 7u(s

G F/<


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)&

Me!$es Lg$n!esp"ede&!os

P, ?$-

@,A99 =?3B-

=a,Mg $=?3-

Cl,(P,


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)'

E!OSITACI1N E "AS #ETA"ES ESE "OS F"UIOS#INERA"IZAORES

?epende de factores físicos y químicos3

U F2sicos3 gravedad (%;e1. cromita en cámaras magmáticas u oro en placeres.

U B&2micos3 cambios en el pF, Eh, f (6/, etc de las soluciones, dilución de losfluidos, variaciones de % y "Q o ba1as en la velocidad de transporte gatillan

reacciones químicas5 tambi$n influencia la química de la roca hu$sped. Esto

corresponde a la desestabilización de los comple1os químicos que transportan la

carga de metales.

4etales con n&mero atómico maor forman iones com'le*os masesta)les los que tienden a depositarse m+s le*os del centro mineralizador y sonlos Mltimos de la parag$nesis (secuencia de la depositación.

La naturaleza de las especies minerales depositadas dependerá

principalmente de3

Las variaciones de % y "R.

Kadio de los iones presentes en el sitio de la depositación.


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)

%aragenesis acorde con la estabilidad relativa de los iones comple1os e

inversa a la solubilidad3

C& 7777 Zn 7777 !) 7777 Ag 7777 A& 7lta % y "R % y "R G ba1as


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))


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)*


68/83

En resumen3

Para originar depósitos minerales los 2enómenos magmaticos-4idrotermales deen incluir:

;uente 6ransporte epositación

=oncentración "uidos, solución precipitación metal (es)

metales, acuosa 0umica de inters&, etc.

8luido primarioY metales

"rampapara la mena

9amino recorrido por las

rocas de ca1a

li#iviación, transporte precipitación

de metales


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)


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*

A"TERACI1N E "A ROCA E CAA $ ANA

Reacciones (&e oc&rren en las rocas4

Reacciones de 3idrólisis (metasomatismo FG es la reacción química másimportante, donde el ion FG 1uega un rol principal en la transformación de

silicatos anhidros (E1. feldespatos a silicatos hidratados (E1. 4icas y

arcillas.

E1. =a/9a7l'SiO;G /=aG G 9a/G

Andesina Caolinita G 9&ar5o

Reacciones de intercam)io metasom+tico, dado por procesos de difusión

iónica, intercambiándose iones en minerales que aceptan solución sólida eincluso transformando un mineral a otro.

E1. D7l


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*-

Reacciones de 3idratación7des3idratación, se refiere al traspaso de aguamolecular desde el fluido hacia el mineral o viceversa, respectivamente.

Es controlada principalmente por condiciones de presión y temperatura.

E1. 8e/6& G =0;O V ;FeDO06==0ematita "imonita

Reacciones de o-idación, controlados por las condiciones ó#ido!reduccióndel fluido hidrotermal. Los elementos susceptibles a estas reacciones son

8e, 4n,


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*/

Silicificación3 proceso de adición de


73/83

*&

ASOCIACIONES #INERA"1ICAS E A"TERACI1N

a. 7lteración potásica.

b. 7lteración propilítica.

c. 7lteración fílica.

d. 7lteración albítica (albitización.

e. 7lteración silicea (silicificacion.

f. 7lteración argílica.

g. 7lteración argílica avanzada

a Alteración 'ot+sica4


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*'

a. Alteración 'ot+sica4

9aracterizada por presencia de feldespato

potásico, introducido o cristalizado, con o sin

biotita (mica D y sericita (mica de grano fino,tipo muscovita,

"razas de anhidrita (yeso sin agua, apatito,

fluorita, calcita (9a96&,

4ineralogía de mena3 9py, 4o, %y, 4t y Fm.

6curre en un amplio rango de temperaturas

(+Q!&Q9, Keemplazo de hornblenda (anfíbola 9a y D o

clorita por biotita y la %lg por 8eld D.

La alteración potásica de alta temperatura ('Q

a +Q9 se caracteriza por una alteración

selectiva y penetrativa.

0iotita en vetillas ocurre principalmente en elrango &Q!'Q9, y feldespato potásico en

vetillas en el rango &Q!&Q9.

0iotita y felsdespato están comMnmente

asociados con cuarzo, magnetita y;o pirita,

formados a condiciones de pF neutro a alcalino.

) Alteración 'ro'il2tica4


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*

). Alteración 'ro'il2tica4

9aracterizada por la asociación de color verde clorita!

epidota (con o sin albita, calcita, pirita.

Keemplazo de plagioclasa por epidota, clorita y calcita yde hornblenda por clorita, epidota y montmorillonita, con

adición de F/V, FG, 96

/ y


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*)

c. Alteración f2lica4

9aracterizada principalmente por cuarzo y sericita,

con minerales accesorios como clorita, illita, fengita

y pirita.


77/83

**

d. Alteración al)2tica Dal)iti5ación64

=ormalmente asociado con alteraciónpropilítica de alta temperatura,

ocurre por lo general como reemplazo

selectivo de plagioclasas 1unto con

actinolita.

En sistemas porfídicos es interpretado

como una alteración temprana y profundadurante etapas tardías de cristalización de

un magma.

e Alteración silicea Dsilicificación64


78/83

*+

e. Alteración silicea Dsilicificación64

9onsistente en la adición de sílice


79/83

*

f. Alteración arg2lica4

9aracterizada por la transformación a minerales arcillosos a temperaturas

relativamente ba1as.

8ormada principalmente por arcillas como caolín, montmorillonita (arcillacomMnmente verde provenientes de la alteración de feldespatos y anfíbolas y

mayor o menor contenido de cuarzo.

La alteración argílica moderada ocurre en rangos de pF entre ' y ,

puede coe#istir con alunita en un rango transicional de pF entre & y '.

La caolinita se forma a temperaturas ba1o &Q9, típicamente en el rango

Z-Q!/Q9.


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+

g. Alteración arg2lica avan5ada4

9aracterizada principalmente por cuarzo residual (cuarzo oqueroso o Nvuggy

sílicaO,

con o sin presencia de alunita, 1arosita, caolín, pirofilita y pirita. ocurre dentro de un amplio rango de temperatura pero a condiciones de pF

entre - y &..

7 alta temperatura (sobre &Q9 puede ocurrir con andalucita además de

cuarzo.

0a1o pF / domina el cuarzo, mientras que alunita ocurre a pF sobre /.


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+-


82/83

+/

#OE"O ENERA" E A"TERACION 0IROTER#A"

ASOCIACION E #INERA"ES EN E" SISTE#A 0IROTER#A"


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