Alteración Hidrotermal

Dr. Víctor Maksaev

Alteración Hidrotermal

• El paso de un fluido hidrotermal por rocas de la corteza

involucra invariablemente el intercambio de componentes
entre algunos minerales componentes de las rocas y el
fluido circulante.
• El resultado es una nueva asociación mineral distinta de
la original y que refleja la composición de la roca y las
características y cantidad de fluido que la ha atravesado.
• Este efecto es la alteración hidrotermal.
 Alteración Hidrotermal
 Cambios mineralógicos, texturales y químicos de una
roca producidos ante la presencia o circulación de
soluciones hidrotermales.
Cambios
Roca en Vapor Mineralogía
contacto con Fluido (agua) caliente Textura
gas Química
Usualmente
solución acuosa

• Sistema abierto de interacción agua  roca

• Con desequilibrio químico
• Adición o remoción de componentes químicos
Alteración Hidrotermal

• Produce un conjunto de minerales más estables en las

condiciones físico-químicas hidrotermales y el resultado
es una roca alterada.
• La alteración hidrotermal puede involucrar:
• Crecimiento de nuevos cristales
• Disolución y precipitación de nuevos minerales
Lixiviación
Precipitación
• Transformación de fases minerales
Reemplazo o metasomatismo
Alteración Hidrotermal

• Las zonas de alteración corresponden a lugares por donde circularon

fluidos hidrotermales y constituyen guías útiles para la exploración de
muchos tipos de depósitos minerales.
• La naturaleza de la alteración hidrotermal también provee
antecedentes de las características del fluido asociado con la
formación de cuerpos mineralizados.
• Normalmente hay una estrecha relación entre las reacciones químicas
involucradas en la alteración y las responsables de la precipitación de
compuestos con metales.
 Factores que controlan la alteración hidrotermal de
las rocas

• Temperatura: mientras más caliente el fluido y mayor la diferencia de

temperatura entre la roca y el fluido (t°) mayor será el efecto sobre la
mineralogía original de la roca (protolito).
• Composición del fluido: particularmente el pH del fluido hidrotermal;
mientras más bajo el pH (fluido más ácido) mayor será el efecto sobre
los minerales originales (hidrólisis).

• Estos dos factores son los más importantes en definir el tipo de

alteración resultante, aunque existen también otros factores que
influyen, a saber:
Factores que controlan la alteración hidrotermal de
las rocas

• Composición de la roca: distintos minerales tienen diferente

susceptibilidad a ser alterados, Ej.
olivino>magnetita>hiperstena>hornblenda>biotita=plagioclasa.
• Sin embargo, esto es relevante solo en grados menos intensos de
alteración, ya que alteraciones intensas producen una asociación
mineralógica que es esencialmente independiente de la mineralogía
original de la roca.
• Ej. La asociación mineralógica cuarzo-albita-feldespato-K-clorita-
epidota férrica-illita-calcita-pirita se produce en el rango de
temperatura de 250°-280°C y se ha encontrado en basaltos de
Islandia, areniscas de Imperial Valley, riolitas en Nueva Zelanda y
andesitas en Indonesia.
 Factores que controlan la alteración hidrotermal de
las rocas
• La excepción en cuanto a composición son las rocas calcáreas (calizas),
las que se alteran a minerales calco-silicatados (skarn) donde el protolito
es determinante.
• El vidrio volcánico es el más reactivo a procesos de alteración
hidrotermal, frecuentemente alterado primero a ópalo, smectita, calcita o
zeolita y luego a minerales de arcilla.
• En contraste, el cuarzo es resistente a la alteración hidrotermal y no es
afectado hasta temperaturas de 300ºC, pero hay evidencias de
recristalización del cuarzo a mayores temperaturas.
• Rocas alteradas intensamente con su textura original completamente
obliterada usualmente preservan cristales de cuarzo primarios.
 Factores que controlan la alteración hidrotermal de
las rocas
• Razón agua/roca y duración de la interacción agua-roca: mientras
más agua caliente circule por las rocas y por mayor tiempo las
modificaciones mineralógicas (equilibrio) será más completo.
• Permeabilidad: una roca compacta y no permeable no podrá ser
invadida por fluidos hidrotermales para causar alteración. Sin
embargo, los fluidos pueden producir fracturamiento hidráulico en
rocas frágiles generando permeabilidad secundaria en ellas.
• Presión: ésta solo tiene un efecto indirecto, pero controla los procesos
secundarios como la profundidad de ebullición de los fluidos
hidrotermales, fracturamiento hidráulico (generación de brechas
hidrotermales y enrejados de venillas o stockworks) y erupción o
explosiones hidrotermales.
 Factores que controlan la alteración hidrotermal de las
rocas
• La temperatura y la composición del fluido hidrotermal
(pH) son los factores dominantes para determinar la
asociación mineralógica de alteración hidrotermal
resultante.

• La asociación de minerales resultantes refleja las

características físico-químicas del fluido que produjo la
alteración hidrotermal
 Variables que controlan la alteración
hidrotermal
• Los sistemas hidrotermales funcionan desde temperaturas sobre el
solidus magmático ~750º-600ºC (coexistencia de fases sólidas y
magma líquido) dependiendo de la composición del magma y hasta
temperaturas <200ºC
• Una de las controversias que persisten es respecto a la temperatura
de depositación de las menas hipógenas, la cual ocurriría en el
extremo de alta temperatura en algunos depósitos y en el extremo de
baja temperatura en otros.
 Variables que controlan la alteración
hidrotermal

• En general la presión no es muy relevante en procesos de alteración

hidrotermal.
• Sin embargo, si es importante en los pórfidos cupríferos, porque a
<1,5 kbar los fluidos de baja salinidad sufren una separación de fases
debido a inmiscibilidad debajo de un solvus, lo cual tiene un efecto
importante en la partición de metales y en la solubilidad.
 Variables que controlan la alteración
hidrotermal
• La presión no es función solo de la profundidad, sino también del
régimen hidrológico.
• Cerca del magma existen condiciones de sobrepresión y un régimen
de presión litostática, mientras que a temperaturas de <375ºC
dominan las condiciones hidrostáticas.
 Variables que controlan la alteración
hidrotermal

• La solubilidad de sílice es fuertemente dependiente de la presión a

temperaturas de >375ºC y lo mismo ocurre para la salinidad.
• El cuarzo tiene solubilidad decrecientes a presiones de <800 bars y el
cambio de condiciones litostáticas a hidrostáticas es una causa
probable para la formación de abundantes vetillas de cuarzo.
• La presión es un parámetro comúnmente poco conocido en los
depósitos minerales.
Variables que controlan la alteración
hidrotermal
• Para estimar la profundidad se hacen reconstrucciones
estratigráficas y estructurales y eso lleva a cálculos de presión,
junto con interpretaciones de la fábrica de las rocas y
características de vetillas.
• La petrología de inclusiones fluidas y barometría mineral se usan
también para estimar presiones.
• Se han documentado horizontes de separación de fases
inmiscibles (“ebullición”), pero ellos no tienen una relación temporal
y espacial con la depositación de minerales.
Asociaciones de minerales de alteración

Meyer & Hemley, 1967

Corbett y Leach,
1998. SEG Special
Publication N° 6
Grupo de minerales de sílice

• pH<2 y <100ºC  Sílice opalina, cristobalita y tridimita

• A mayor tº domina el cuarzo
• A mayor pH y <100ºC  sílice opalina
• A mayor tº cuarzo
• 100º-200ºC Calcedonia
• Por razones cinéticas la sílice amorfa puede formarse hasta tº de
200ºC en ambientes de enfriamiento rápido (geyseres)
Grupo de la alunita

• pH levemente >2  alunita + sílice en un rango amplio de tº

• A tº >350º-400ºC alunita + andalucita
• Alunita magmática se deriva de fluidos de fuente dominantemente
magmática y forma cristales bien formados de grano grueso con forma
tabular que rellenan fracturas, cementan brechas y depósitos en
huecos lixiviados como pseudomorfos de fenocristales o clastos líticos
• A mayor temperatura, puede estar entrecrecida con muscovita
cristalina y/o andalusita y puede estar presente como grandes
cristales irregulares que encierran poikilíticamente cuarzo y otros
minerales o como cristales euhedrales pseudo-rómbicos.
Alunita
• Alunita calentada por vapor (“steam-heated”) se desarrolla
en ambientes superficiales por la oxidación de fluidos con
gas H2S, el cual deriva de un sistema hidrotermal en
ebullición en profundidad. La alunita depositada de esta
agua calentadas por vapor es usualmente de grano muy fino
en cristales pseudo-cúbicos.
• Alunita supergena se desarrolla a partir de la producción de
ácido sulfúrico por meteorización de sulfuros. Esta exhibe
un hábito pseudo-acicular pobremente cristalino.
(generalmente se asocia a otros minerales supergenos
como hematita y jarosita)
Grupo del Caolín

• pH4  arcillas del grupo del caolín

• pH 3-4 coexisten con grupo de la alunita
• Halloysita en ambiente supergeno
• Caolinita <150º-200ºC
• Dickita en condiciones intermedias
• Pirofilita <200º-250ºC
Grupo de la Illita

• pH 5-6  arcillas del grupo illita

• pH 4-5  coexisten con grupo del caolín
• <100º-150ºC  smectita
• 100º-200ºC smectita-illita entrecrecidas en capas
• 200º-250ºC  Illita
• >250ºC  muscovita
• 400º-450ºC  corindón
Grupo de la Clorita

• pH neutro  clorita, carbonatos

• pH 5-6  coexisten con grupo de la illita
• A bajas tº  clorita entrecrecida con smectita en capas
Grupo de Minerales Calco-silicatados
• pH neutro a alcalino  calco-silicatados
• <150º-300ºC  zeolitas, clorita, carbonatos
• 180º->300ºC  epidota
• >280º-300ºC  actinolita
• >300º-325ºC  biotita (secundaria)
• >300ºC  clinopiroxeno
• >325-350ºC  granate
Seedorff et al., 2005
Asociaciones de minerales de alteración
• Importantes porque proveen límites de las condiciones de presión,
temperatura y composición del fluido y nos permiten entender los
controles de la depositación mineral.
• Además, estas asociaciones son las guías de exploración más
fácilmente reconocibles y de distribución más amplia.
Vetillas

• Término usado en sentido amplio para referirse a rellenos

de fracturas o fallas por minerales hidrotermales (lode,
vein, veinlet).
• Las vetillas típicas de los pórfidos cupríferos son de
espesores de menos de unos pocos centímetros y
muchas tienen pocos milímetros de potencia.
• Las vetillas pueden ser un agregado cristalino o presentar
bandas de distintos minerales; hay muchas vetillas
constituidas principalmente por cuarzo y algunas con
sutura central de sulfuros.
Halos de alteración de vetillas

• Las vetillas pueden tener halos de alteración visibles

macroscópicamente, las que generalmente se desarrollan
simétricamente a cada lado de una venilla por difusión de
componentes reactivos de la venilla en los fluidos de poro
de la roca encajadora.
• Los halos de alteración de vetillas en pórfidos cupríferos
pueden tener una sola asociación mineral o pueden
constituir halos zonados.
 Modelo de pórfido Cu de Lowell y Guilbert (1970)

• Basado en compilación de 27 depósitos

• Relacionados a intrusiones (stocks multifase)
• Sistema hidrotermal activado por el calor de la intrusión
• Procesos hidrotermales causan alteración hidrotermal y
mineralización
• Distintos tipos de alteración y de mineralización se
encuentran en áreas específicas
Modelo de alteración y mineralización de
Lowell y Guilbert, 1970
Mineralización
diseminada y en
vetillas
(diseminación =
microvetillas).
Esquema general de un pórfido cuprífero
Mineralogía hipógena simple (Cu-Mo)

• Calcopirita CuFeS2 34.6% Cu

• Bornita Cu5FeS4 63.3% Cu
• Pirita FeS2 0% Cu
• Molibdenita MoS2 59.9% Mo
• Magnetita Fe3O4 0% Cu
• Hematita Fe2O3 0% Cu
• Calcosina Cu2S 79.8% Cu
• Tetrahedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 34.8% Cu
• Tenantita (Cu,Fe)12As4S13 47.5% Cu
• Enargita Cu3AsS4 48.4% Cu
Distribución de sulfuros hipógenos
 Minerales de Ganga
• Cuarzo, lejos el más abundante.
• Biotita
• Sericita
• Anhidrita
• Turmalina
• Clorita
• Calcita, siderita
• Epidota
• Magnetita
• Pirita

Muchos de estos minerales son también productos de alteración

pervasiva de los minerales ígneos de las rocas mineralizadas.
Tipos de alteración hidrotermal

• Potásica
• Sericítica (fílica)
• Propilítica
• Argílica
• Argílica avanzada
• Sódico-cálcica
Zonación de alteración
en Bajo de la Alumbrera
 Bajo de la Alumbrera

Potásica: Qtz,Anh, K-feld, Mgt

Silícea (Qtz), Mgt, Cu-Au

Fílica: Qtz, Ser, Py

 Alteración potásica afectando a andesitas porfíricas.
Amos Andrés AADDH-02, metro 131. 4x.
 Alteración fílica sobreimponiéndose a alteraciones
Amos Andrés potásica y clorita-sericita. AADDH-01 metro 266. NX, 4x.
Pórfido Cu-Au Cerro Casale; planta de
sondajes y sección
Tipos de alteración hidrotermal

• Son asociaciones de minerales que se formaron en ambientes

geoquímicos similares.
• Hay dos grupos mayores:
• Alteración de rocas aluminosilicatadas; la mayor parte de las rocas ígneas,
metavolcánicas, metaígneas y sedimentarias clásticas.
• Alteración de rocas carbonatadas y ultramáficas
Procesos químicos responsables de los tipos
de alteración principales
• Adición de volátiles  Alteración propilítica (se agregan: H20, CO2,
S)
• Hidrólisis  Alteraciones sericítica, argílica avanzada y argílica
intermedia.
• Intercambio iónico de alcalis  Alteraciones potásica y sódico-
cálcica.
• Adición de sílice  Silicificación (SiO2 adicional al generado por
hidrólisis)
Reacciones químicas de intercambio iónico en
procesos de alteración hidrotermal

• Intercambio catiónico o cambio de base

Ej. Mg2+ por Ca2+ o Na+ por K+ generalmente ocurre a alta
temperatura (350°-550° y hasta ~750°C)
• Ej. enriqueciendo la roca en K a expensas de Na y Ca o
viceversa.
Metasomatismo de álcalis o tierras alcalinas (cambio
de base)
• Ortoclasa albita
• KAlSi3O8 + Na+ = NaAlSi3O8 + K+

• Calcita dolomita
• 2CaCO3 + Mg2+ = CaMg(CO3)2 + Ca2+

• Ortoclasa clorita
• KAlSi3O8 + 6.5Mg2+ + 10 H2O = Mg6.5(Si3Al)O10(OH)8 + K+ + 12H+

• Alteraciones de tipo potásica o sódico-cálcica

 Reacciones químicas de intercambio iónico en
procesos de alteración hidrotermal
• Cationes metálicos por H+; Metasomatismo de hidrógeno (Hemley &
Jones, 1964; Econ. Geol., v. 59, p. 538-569).
• Es un caso especial de intercambio iónico que corresponde
químicamente a hidrólisis.
• La hidrólisis es una reacción química de descomposición en la
participa agua.
 Alteraciónes hidrolíticas
• La hidrólisis controla la estabilidad de feldespatos, micas, anfíbolas,
piroxenos y arcillas en procesos de alteración hidrotermal, en los
cuales K+, Na+, Ca2+ y otros cationes se transfieren de los minerales a
la solución acuosa y el H+ se incorpora en las fases sólidas
remanentes.
Hidrólisis (Metasomatismo de H+)
Alteración de plagioclasa  sericita  arcillas  cuarzo

Andesina sericita + cuarzo

0.75 Na2CaAl4Si8O24 + 2H+ + K+ = KAl3Si3O10(OH)2 + 1.5 Na+ + 0.75 Ca2+ + 3SiO2

Sericita (mica potásica) caolinita

KAl3Si3O10(OH)2 + H+ + 1.5 H2O = 1.5 Al2Si2O5(OH)4 + K+

Caolinita Cuarzo
0.5 Al2Si2O5(OH)4 + 3H+ = SiO2 + 2.5 H2O + Al3+

Alteraciones de tipo sericítica, argílica intermedia y argílica avanzada

representan distintos grados de hidrólisis de los minerales de las
rocas.
Otros ejemplos de hidrólisis

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+
Sericita alunita + cuarzo
KAl3Si3O10(OH)2 + 4H+ + 2SO2- = KAl3(SO4)2(OH)6 + 3SiO2
ácido sulfúrico

Estas reacciones controlan la actividad de H+, K+, Ca+, Mg2+, etc.

Como los cationes H+ son extraídos del fluido e incorporados en los minerales de
alteración el fluido incrementa su pH, pero su variación depende de la presencia
de minerales buffers de pH.
Acidez de Fluidos Hidrotermales
• Desproporcionación: proceso por el cual una sustancia se oxida y
reduce al mismo tiempo. Ocurre porque una sustancia está en un
estado de oxidación intermedio y puede dar y aceptar electrones.
• Uno de los gases comunes que se libera a partir de magmas en
cristalización es el SO2. Este SO2 magmático al enfriarse dentro
de sistemas hidrotermales genera H2S y SO4-2 por la reacción:

4SO2 + 4H2O  H2S + 3H+ + 3HSO4-

Esto es una hidrólisis
 Acidez Hipógena Primaria
• El mecanismo de desproporcionación de SO2 se considera como
el principal para formar sulfuros (pirita, calcopirita) y sulfatos
(anhidrita; CaSO4) en pórfidos cupríferos y de alunita y pirita “de
tipo magmático hidrotermal” en depósitos epitermales.
• Es el mecanismo más importante para generar ácido sulfúrico en
depósitos tipo ácido-sulfato, pero ocurre en profundidad en el
sistema hidrotermal.
• En sistemas geotermales activos se han encontrado aguas ácidas
calientes en profundidad, cuya acidez sería generada por la
reacción de desproporcionación en profundidad del sistema.
 Acidez Hipógena Primaria

• A niveles más someros se produce la oxidación del

anhídrido sulfuroso (H2S), por ejemplo en aguas
calentadas por vapor, por la reacción:
• H2S + 2O2 = H2SO4
• Esta es una oxidación simple que produce ácido
sulfúrico y resulta en una fuerte alteración solfatárica a
niveles superficiales de campos geotermales activos.
Aunque es un fenómeno superficial es una parte integral
del sistema hidrotermal y la alteración resulta de la
interacción de las rocas con aguas ácidas descendentes.
 Acidez Hipógena Primaria

• La oxidación del H2S ocurre cuando la fase vapor generada por

ebullición de aguas profundas entran en contacto con la atmósfera
sobre el nivel de aguas subterráneas. El ácido sulfúrico generado
de esta forma percola de vuelta y acidifica las aguas
subterráneas, las cuales sobreyacen una celda hidrotermal de
circulación profunda.
• Las aguas ácidas superficiales, calentadas por vapor son
elementos esenciales de casi todos los sistemas geotérmicos de
alta temperatura, de los cuales se forman depósitos epitermales
de tipo ácido-sulfato y de tipo adularia-sericita.
• La alteración hidrotermal producida por este mecanismo es muy
intensa, pero es un fenómeno superficial que raramente se
extiende a profundidades mayores de 50 m desde la superficie.
Otras reacciones de alteración

• Hidratación (+H2O) Ej. Muscovita  caolinita

Olivino antigorita
2Mg2SiO4 + 2H2O + 2H+ = Mg3Si2O5(OH)4 + Mg2+

Hematita limonita
Fe2O3 + 3H2O = 2Fe(OH)3

• Silicificación

Calcita cuarzo
2CaCO3 + SiO2 + 4H+ = 2Ca2+ + 2CO2 + SiO2 + 2H2O
Otras reacciones de alteración
• Redox

Involucra componentes con estados de oxidación variables

Magnetita hematita
4Fe3O4 + O2 = 6Fe2O3 (martitización)

Annita ortoclasa + magnetita

2KFe3AlSi3O10(OH)2 + 2O2 = 2KAlSi3O8 + 2Fe3O4 + 2H2O

• Sulfuración

2S2 + Fe2O3 = 2FeS2 + 1.5O2

 Texturas
• La alteración produce texturas que son diferentes de los reemplazos
ígneos.
• Ej. La biotita hidrotermal que reemplaza hornblenda consiste
normalmente en un agregado fino de biotita mezclada con agujas de
rutilo, magnetita y anhidrita. La destrucción de la hornblenda puede
variar desde parcial a completa.
• En un reemplazo ígneo por un cambio en las condiciones de
estabilidad de hornblenda a biotita en el magma se produce un solo
cristal ópticamente continuo de biotita que sobrecrece y reemplaza en
forma variable a la hornblenda.
 Preservación textural
• El grado de preservación textural de las rocas alteradas depende del
ambiente de formación y la intensidad de la alteración hidrotermal.
• Ej. Si la biotita hidrotermal se forma en feldespatos y en minerales
máficos o si el feldespato-K hidrotermal se forma en los feldespatos y
máficos ígneos, la textura será oscurecida o destruida.
• En todo caso, los intercambios iónicos a altas temperaturas tienden a
preservar en mayor medida las texturas ígneas (alteraciones potásica
y sódico-cálcica) que las alteraciones hidrolíticas, las que tienden a
destruir completamente la textura original de las rocas.
 Preservación textural
• En algunos casos la destrucción textural puede ser característica de
los halos de ciertos tipos de vetillas.
• En otros casos la destrucción textural puede desarrollarse en:
• Sectores con alteración más intensa
• En zonas con alta densidad de vetillas en que los halos adyacentes se traslapan.
• Flujo de fluidos por microfracturas que no se pueden distinguir a simple vista.
Composición Química

• La composición química global de la roca alterada está

determinada por la composición del fluido, composición de la roca y
la proporción entre ambas, lo que se conoce como razón
fluido/roca.
• Consecuentemente, la composición de la roca determina solo
parcialmente la asociación de minerales de alteración y de mena.
Minerales de Alteración
• Mineral Composición
• Cuarzo SiO2
• Caolinita Al2Si2O5(OH)4
• Pirofilita Al2Si4O10(OH)2
• Feldespato-K KAlSi3O8
• Muscovita KAl3Si3O10(OH)2
• Diásporo AlOOH

• Sericita: término para denominar a mica blanca de grano fino,

principalmente muscovita KaAl2[(OH)2|AlSi3O10], paragonita
NaAl2[(OH)2|AlSi3O10] y/o illita
K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)]

• Notar la restricción de la composición química en cuanto a los

elementos involucrados.
Composición Química

• La composición de las rocas de caja puede actuar como buffer de

pH por reacciones con carbonatos o feldespatos, o como buffer del
estado de oxidación por reacción con minerales que contengan Fe,
materia orgánica o fluidos de poro reducidos.
• La reacción con las rocas de caja puede promover la precipitación
de menas, ya que la neutralización y reducción de sulfato a sulfuro
promueve la depositación de sulfuros.
 Composición Química
• Las rocas de caja también pueden proveer constituyentes químicos
necesarios para formar minerales hidrotermales.
• Ej. Los minerales máficos o óxidos pueden proveer Fe para sulfuros
de Cu-Fe o feldespatos proporcionando Al para epidota o granate.
• Los efectos de la composición de la roca de caja son visibles a escala
de granos diseminados a vetillas, pero también a escala de zonas de
mena y de depósitos completos, tales como transiciones entre
alteración silícica y potásica y contactos entre rocas silíceas y
máficas.
Composición Química

• Considerando el comportamiento diferente de metales como el Cu

y el Mo, distintas rocas de caja afectan la depositación mineral,
zonación y razones de metales en depósitos que en el resto son
similares.
• Consecuentemente, los efectos de roca de caja tienen
consecuencias prácticas para definir blancos de exploración,
cálculos de reservas y control de leyes.
Composición de los fluidos externos
• En los pórfidos pueden participar fluidos externos tales como:
• Aguas salinas de formación (connatas) relacionadas a cuencas evaporíticas
contemporáneas o pre-existentes.
• Aguas meteóricas diluidas
• Agua marina
La siguiente revisión de tipos de alteración y
vetillas asociadas está basada principalmente
en:
• Seedorff, E.; Dilles, J.H.; Proffett, J.M.; Einaudi, M.T.; Zurcher, L.;
Stavast, W.J.A.; Johnson, D.A. y Barton, M.D. (2005). Porphyry
Deposits: Characterisitcs and Origin of Hypogene Features.
Economic Geology 100th Anniversary Volume, pp. 251-298.
 Alteración Potásica
• Alta temperatura: principalmente en el rango de 350°-550°, pero
puede extenderse hasta temperaturas del liquidus magmático
(~750°C).
• Fluido con pH neutro o alcalino
• Feldespatos estables
• Metasomatismo de K+ (intercambio iónico),
• pH no cambia
• Presente en núcleo de zonas de alteración ligadas a plutones
intrusivos.
Alteración Potásica

• Alteración de hornblenda a agregado fino de biotita y plagioclasa a

feldespato-K con calcita, fluorita o anhidrita. Biotita y albita más
comunes en rocas más máficas o con más contenido de Na.
• Feldespato-K, biotita, (albita, topacio), turmalina, ± cuarzo, (clorita),
calcita o siderita, fluorita, anhidrita, apatito.
Alteración Potásica

• Asociaciones de sulfuros y óxidos

• Bornita + digenita + magnetita; Bornita + magnetita; Calcopirita +
pirita; magnetita + calcopirita; Magnetita; Molibdenita; (pirrotina,
pirita, arsenopirita, loelingita, wolframita, scheelita), ilmenita,
titanita, rutilo.
Alteración potásica
 Alteración potásica

Feldepato K teñido con

Cobalto nitrito
Alteración potásica
 Tipos de vetillas comúnmente asociadas
a alteración potásica
• Vetillas biotíticas; vetillas (“tipo A”) de agregados de cuarzo; vetillas
con halos silíceos y potásicos; vetillas bandeadas con molibdenita
(“tipo B”).
• Formadas por enfriamiento de fluido magmático-hidrotermales;
omnipresentes en pórfidos Cu y Au variando desde alta ley a estériles;
topacio presente en pórfidos de W y algunos pórfidos de Mo,
turmalina-cuarzo en pórfidos de Sn.
Alteración sericítica (fílica)

• Destructora de feldespatos, involucra hidrólisis, lixiviación de tierras

alcalinas (Ca, Mg).
• Todo el feldespato-K precursor alterado a cuarzo-sericita
• Ocurre en un rango de pH 4 a 6 a temperaturas generalmente
>200°-250°C y < ~550ºC
• A temperaturas más bajas se da illita (200°-300°C) o illita-smectita
(100°-200°C).
• En ambientes ricos en Na, paragonita puede ser la mica
dominante.
Sericítica (fílica, cuarzo-sericita-pirita)

• Sericita, ± cuarzo, (albita, topacio, turmalina), clorita, (epidota,

clinozoisita), (calcita), fluorita, (anhidrita), apatita.
• Calcopirita + pirita + molibdenita; pirita; (pirrtina, bornita),
tennantita, (arsenopirita), blenda, galena, estanita, bismutinita,
casiterita, magnetita, hematita, rutilo.
Alteración sericítica
Alteración sericítica
Tipos de vetillas comúnmente asociadas
a alteración sericítica
• Vetillas con halos sericíticos (“tipo D”); venillas de greisen.
• Presentes en todas clases de sistemas pórfidos; las asociaciones
son normalmente piritosas, pero pueden contener magnetita en vez
de pirita; topacio presente en los pórfidos de Sn-W y algunos de
Mo; turmalina común en pórfidos de Cu y Sn.
Vetillas en alteración transicional
sericítica – argílica avanzada
• Venillas de sulfuros
• Sericita puede coexistir con andalucita (alta temperatura), pirofilita
(temperatura moderada) o caolinita (baja temperatura); pueden ser
comunes en pórfidos Cu con abundante alteración argílica
avanzada y sericítica.
Alteración argílica avanzada
• Involucra hidrólisis extrema de las roca y lixiviación de álcalis y tierras
alcalinas, (K, Na, Ca, Mg)
• Ocurre dentro de un amplio rango de temperatura pero a condiciones
de pH entre 1 y 3.5 (fluidos muy ácidos)
• Esta se presenta con andalusita a altas tº (típicamente >360º-400º) y
con corindón a temperaturas aún mayores (>400-450ºC)
• Con pH <2 domina el cuarzo, mientras que alunita y cuarzo ocurre con
pH >2
Alunita en alteración argílica avanzada
• 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)
• KAl3(SO4)2(OH)6, sulfato hidratado de K y Al
 Alteración argílica avanzada

Sílice oquerosa por lixiviación Pórfido alterado a alunita-

de fenocristales de feldespato caolinita (misma roca)
Cuarzo-alunita
Etapa hidrotermal tardía: alteración argílica avanzada;
vetas de enargita Cu3AsS4 y pirita FeS2
Alteración argílica avanzada
(alta temperatura)
• Temperatura > ~360ºC
• Andalucita, (corindón), diásporo, (albita), ± topacio, ± cuarzo,
dumortierita, cordierita, minerales de aluminio-fosfato-sulfato?,
scorzalita, lazurita.
• Pirita, rutilo
Vetillas en alteración argílica avanzada
(alta temperatura)
• Vetillas de sulfuros y reemplazos masivos.
• Menos comunes que las transicionales sericíticas-argílicas
avanzadas con coexistencia de andalucita y feldespato-K, albita o
biotita; asociaciones pobres en cuarzo con corindón y diásporo
indican calentamiento de fluidos.
Alteración argílica avanzada
(temperatura moderada)
• Temperatura entre ~ 280º y ~360ºC
• Pirofilita, diásporo, (albita), ± cuarzo, topacio, dumortierita, zunyita,
clorita?, alunita, minerales de aluminio-fosfato-sulfato, scorzalita-
lazurita, baritina.
• Covelina, digenita, calcosina, bornita, enargita, pirita, hematita,
rutilo.
Vetillas en alteración argílica avanzada
(temperatura moderada)
• Vetillas de sulfuros y reemplazos masivos.
• Topacio común en pórfidos Cu; asociaciones pobres en cuarzo con
diásporo probablemente representan calentamiento de fluidos.
Alteración argílica avanzada
(baja temperatura)
• Temperatura <~280ºC
• Caolinita-dickita, diásporo, ± cuarzo, (albita), ± topacio,
dumortierita, zunyita, clorita?, alunita, minerales de aluminio-
fosfato-sulfato, baritina.
• Covelina, digenita, calcosina, bornita, enargita, pirita, marcasita,
hematita, rutilo, anatasa, brookita.
Vetillas en alteración argílica avanzada
(baja temperatura)
• Vetillas de sulfuros y reemplazos masivos.
• Topacio común en pórfidos Cu; asociaciones pobres en cuarzo con
diásporo probablemente representan calentamiento de fluidos.
 Alteración argílica intermedia
• Involucra hidrólisis, lixiviación de álcalis y tierras alcalinas (K, Na, Ca,
Mg); se desarrolla en rangos de pH entre 4 y 5 y puede co-existir con
la alunita en un rango transicional de pH entre 3 y 4.
• La caolinita se forma a temperaturas <300°C, típicamente en el rango
<150°-200°C; a >300°C la fase estable es pirofilita y la dickita se
forma en el rango intermedio
• La halloysita (grupo del caolín) se presenta como alteración
supergena
 Alteración argílica intermedia

• El feldespato-K permanece inalterado; la caolinita y montmorillonita

con sericita-illita y clorita reemplazan biotita o plagioclasa en vez de
feldespato-K o albita.
• Sericita-illita, caolinita, montmorillonita, ± cuarzo, clorita, calcita,
rodocrosita, fluorita, baritina.
• Calcopirita, pirita, (pirrotina), hematita, blenda (arsenopirita,
wolframita), casiterita, estanita, bismutitina, frankeita, hematita,
rutilo.
Vetillas en alteración argílica intermedia
• Vetillas de pirita y metales base; en algunos casos no obviamente
relacionadas a vetillas.
• Forma de alteración hidrolítica débil o de baja temperatura,
comparada con la alteración sericítica; puede ser pobre en pirita; la
alteración SCC de Sillitoe y Gappe (1984) es similar.
Alteración Argílica Intermedia
 Alteración propilítica
• Involucra hidratación y carbonatación e hidrólisis debil; se forma en
condiciones de pH neutro a alcalino y rangos de baja temperatura
(200°-250°C)
• La alteración propilítica ocurre por lo general como halo gradacional y
distal de alteración potásica y/o cuarzo-sericítica.
• En zonas más distales se observan asociaciones de epidota-clorita-
albita-carbonatos gradando a zonas progresivamente más ricas en
clorita y zeolitas hidratadas formadas en condiciones de baja
temperatura.
 Alteración Propilítica

• Rocas debilmente metasomatizadas con adición de volátiles H2O y

CO2; escasos minerales de mena; relictos feldespato-K ±
magnetita.
• Albita, sericita-illita, montmorillonita, clorita, epidota, (zoisita,
clinozoisita, zeolita, actinolita), calcita, ankerita ± apatita relicta;
feldespato-K, (biotita), zircón relictos.
• (bornita, calcopirita, pirita, pirrotina, molibdenita, blenda, galena,
tennantita, tetrahedrita, hematita, magnetita relicta, titanita, rutilo).
 Vetillas en alteración Propilítica

• Vetillas de calcita, epidota y clorita con halos propilíticos mal

definidos.
• Hay ejemplos en todas clases de depósitos porfíricos; en rocas
ígneas silíceas contienen relictos de feldespato-K, con plagioclasa
alterada a albita, calcita, epidota y dispersa sericita, illita o
montmorillonita.
Alteración silícea o silicificación

• Adición metasomática de sílice adicional a la sílice generada por

reacciones hidrolíticas de feldespatos.
• Cuarzo, turmalina?, fluorita, (apatito, monazita).
• (molibdenita, ilmenorutilo, circón)
Vetillas en alteración silícea o
silicificación
• Vetillas de cuarzo con halos silíceos o potásicos.
• Alta temperatura, raras en pórfidos Cu; alteración proximal en
ciertos pórfidos Mo como cuarzo – fluorita; posiblemente como
cuarzo – turmalina en pórfidos Sn.
 Alteración sódico-cálcica
(Carten, 1986; Dilles & Einaudi, 1992)

• De alta temperatura (>300°C), similar a alteración potásica en

cuanto a rango de t°
• Los feldespatos secundarios son generalmente estables en
condiciones de pH neutro o alcalino.
• La albita se presenta cuando los fluidos tienen una alta razón
aNa+/aK+ y el feldespato potásico a bajas razones aNa+/aK+ del
fluido hidrotermal
• Se interpreta como una alteración temprana y profunda durante
etapas tardías de cristalización de un magma
Alteración Sódico - cálcica

• Plagioclasa sódica reemplaza feldespato-K y actinolita, clorita,

epidota (zoicita, clinozoicita, calcita), titanita reemplazan a los
minerales máficos y magnetita.
• Actinolita, epidota, (plagioclasa, calcita), apatita.
• Titanita, rutilo.
Vetillas en alteración Sódico - cálcica
• Vetillas de actinolita y epidota con halos sódico – cálcicos.
• Formadas por calentamiento de fluidos salinos a >350ºC,
incluyendo ejemplos documentados producidos por soluciones
salinas sedimentarias.
Alteración sódico-cálcica

Agregado de actinolita-magnetita-albita en pórfido diorítico

Alteración Sódica

• Albita reemplaza a feldespato-K y plagioclasa (± calcita, sericita,

epidota), clorita, epidota, turmalina, pirita, sericita reemplazan a los
minerales máficos.
• Albita, clorita, epidota, turmalina, vermiculita, calcita, apatita.
• Pirita, rutilo, (titanita).
Vetillas en alteración Sódica

• Vetillas de cuarzo, pirita, turmalina con halos de albita – clorita.

• Metasomatismo de Na de baja temperatura comparado a la
alteración sódico-cálcica; origen complejo debido a
sobreimposiciones.
Alteración cálcico-potásica
pórfidos alcalinos
• Adición metasomática de Ca y K; protolitos ígneos alterados a
minerales calcosilicatados, biotita, magnetita.
• Feldespato-K, (albita), granate, diópsido, actinolita, epidota, calcita,
anhidrita, apatita.
• Bornita + magnetita, (rutilo?).
Vetillas en alteración cálcica-potásica
• Vetillas calco-silicatadas; es más común un reemplazo masivo.
• Restringida a pórfidos Cu alcalinos, especialmente aquellos
asociados con intrusiones sieníticas; la alteración cálcico-potásica
parece que precede a la alteración potásica.
Alteración Argílica Avanzada en lithocaps y su
relación con pórfidos cupríferos

El término
“lithocap” fue
introducido por
Sillitoe (1995) para
referirse a zonas
con alteración
argílica avanzada Sillitoe, 1995
pervasiva encima
de intrusiones
porfídicas.
“Lithocaps”

Sillitoe, 2010

Una zona potencialmente voluminosa, prominente

topográficamente, de alteración argílica avanzada y asociada
con alteración argílica, localizada entre un entorno intrusivo
subvolcánico y la paleosuperficie.
Características de Lithocaps
• Originalmente >10 Km², localmente hasta 100 Km² y hasta ~1 Km de
espesor.
• Mucho más extenso que los depósitos porfídicos subyacentes, de
hecho varios pueden ocurrir debajo de un mismo lithocap.
• La mayoría de los lithocap son relictos de la erosión que pueden estar
sobre pórfidos o en su costado y sobreyacer a rocas con alteración
propilítica.
Características de Lithocaps

• En la porción más somera los lithocaps presentan sílice residual

(vuggy) y alteración a cuarzo-alunita; fluidos Ph <2 (
Stoffregen,1987) , fuerte hidrólisis.
• Hacia abajo sigue alteración de cuarzo-pirofilita (Al2Si4O10(OH)2) .
• Las raíces del lithocap pueden tener andalusita (Al2SiO5) y
corindón (Al2O3) (>~370°C), con pirofilita o sericita
Características de Lithocaps
El principal silicato de boro en lithocaps es la dumortierita en vez de
turmalina.
Sillitoe, 2010
Características de Lithocaps
• Normalmente puede haber una separación vertical de unos 2 km entre
el pórfido y el lithocap.
• Sin embargo, en situaciones en que hubo un rápida erosión de la
paleo-superficie o remociones en masa éste puede llegar a sobre-
imponerse a la parte alta del pórfido (telescoping).
• Situación favorable para exploración de pórfidos.
Sillitoe, 2010
Sillitoe, 2010
Lithocaps

• Todos presentan abundante pirita diseminada y sulfuros de alta

sulfuración: pirita-enargita y pirita-covelina con Au y Ag.
• Los últimos sulfuros están confinados a las rocas silicificadas y con
alteración a sílice residual (ledges).
• Si hay brechas freáticas estas son las mejor mineralizadas
 Lithocaps
• Los lithocaps pueden contener cuerpos tabulares de mineralización
epitermal de alta sulfuración, pero también de baja sulfuración en la
periferia.
• Sin embargo, no todos los lithocaps presentan mineralización de Au,
Ag y/o Cu potencialmente económica .
• De hecho, Corbett & Leach (1998) se refirieron a estas zonas como
“hombros estériles” de pórfidos.
Lithocaps
• Telescoping permite la removilización del contenido de Cu y Au
preexistentes llevando, a incrementar o a decrecer ,las leyes de los
metales.
• Si hay stockwork con vetillas tipo A, es una indicación de una
sobreimposición extrema (telescoping).
• Indicio de interés para exploración de pórfido subyacente.
 Lithocaps
• Interacción de fluidos altamente ácidos y relativamente oxidados con
rocas de stocks subvolcánicos, generalmente mineralizadas.
• Fallas de alto ángulo y conjuntos de fracturas son los conductos para
el ascenso de fluidos..
• Los fluidos: mezcla entre volátiles exsueltos de los magmas a más
profundidad (SO2- y HCl-) y aguas meteóricas (Sillitoe,1993).
Origen lithocaps
• El Ph de los fluidos ascendentes cae debido al enfriamiento
• 4SO2 + 4H2O  H2S + 3H+ + 3HSO4-
•  alteración hidrolítica intensa.
• Los volátiles remanentes pueden ser capaces de transportar Cu y Au
(Hedenquist et al, 1994a; Hedenquist, 1995).
• Extensa área de flujo lateral de soluciones ácidas (Henley and Ellis,
1983).
Origen lithocaps

• A niveles someros se produce ebullición de los fluidos generando

zonas calentadas por vapor donde y se oxida el ácido sulfídrico
(H2S + 2O2 = H2SO4) generando condensados ácidos que alteran
la roca a cuarzo, sílice opalina y alunita pulverulenta.