1

ALTERAÇÃO PROPILITICA

João Pedro Santana Bezerra

RESUMO

A alteração hidrotermal é a mudança da composição química e mineralógica das rochas

e em composições químicas de soluções hidrotermais durante a interação entre o fluido e a

rocha. As alterações hidrotermais são classificadas em vários tipos dependendo da alteração

dos minerais (Hemley e Jones, 1964; Rose e Burt, 1979). As importantes alterações

hidrotermais incluem a alteração propilítica, alteração argílica, alteração argílica avançada e

alteração sericítica (Meyer e Hemley, 1967).

Alteração propilítica ou propilitização é a alteração hidrotermal de rochas vulcânicas

andesíticas em greenstone, rochas compostas essencialmente de cloritas argílicas, sericitas,

epidoto, albita, carbonato e quartzo (Schwartz, 1939; Coats, 1940; Schmitt, 1940; Schmitt,

1954; Nakivnik, 1955; Wilshire, 1957; Korzhinskii, 1960; Ilic, 1960; Iwao, 1961; Burnham,

1962; Thompson, 1968), entretanto a maioria das áreas que sofreram alteração propilítica

contém outras rochas vulcânicas ou sedimentares.

Estas rochas também sofreram a mesma alteração mas com diferentes assembleias de

minerais metamórficos, com isto não se pode restringir a definição de alteração propilítica pela

alteração apenas do andesito, mas a inclusão da alteração de rochas pelo processo que produz

no andesito a mesma combinação de clorita, sericita, albita, epidoto, calcita e quartzo (Wilshire,

1957).

Em geologia econômica, o termo propilito é utilizado para rochas vulcânicas alteradas

por hidrotermalismo que formam paredes de rochas de depósitos minerais metálicos epitermais

em forma de veio (Kuroko). Estudos feitos propuseram três fácies de alteração das rochas:

fácies da alteração propilítica, fácies argílicas e potássio-silicato, os dois últimos são

caracterizados pela presença de K-feldspato e/ou biotita.

2

ABSTRACT

The hydrothermal alteration is the change in the chemical composition of rock and fluid

as well as alteration in the mineralogy of rocks when fluid and rock interact in the underground.

Those alterations can be classified in many types depending on which mineral was created in

the end of this interaction (Hemley and Jones, 1964; Rose and Burt, 1979). Among those

alterations, the most important are propylitic alteration, argillic alteration, advanced argillic

alteration and sericitic alteration (Meyer e Hemley, 1967).

Propylitic alteration is the hydrothermal alteration of the andesitic volcanic rock as is

greenstone and rocks mostly composed of argillic chlorite, sericites, epidote, albite, carbonates

and quartz (Schwartz, 1939; Coats, 1940; Schmitt, 1940; Schmitt, 1954; Nakivnik, 1955;

Wilshire, 1957; Korzhinskii, 1960; Ilic, 1960; Iwao, 1961; Burnham, 1962; Thompson, 1968),

however volcanic and sedimentary rocks aren’t composed only by those minerals.

Those rocks also underwent alteration but with different assemblies of metamorphic minerals,

then the propylitic alteration can’t be defined by the alteration on andesitic rocks only, but by

the alteration of the minerals that propylitic alteration has effect on, in rocks that creates

andesitic rocks.

In economic geology, the word propilite is used for volcanic rocks that underwent hydrothermal

alteration and are situated in the walls of rocks that are metal epithermal mineral deposits in

veins shape. (Kuroko). Studies proposed three different facies of alteration: propylitic alteration

facies, argillic facies and potassium-silicate facies, the last two are characterized by the

presence of K-feldspar and biotite.

3

SINTESE BIBLIOGRAFICA

Alteração hidrotermal

Genericamente, o termo alteração hidrotermal pode ser entendido como qualquer

mudança na composição mineralógica de uma rocha por meios fisicos ou quimicos,

especialmente pela interação com soluções aquosas quentes, frias ou com gases (Guilbert &

Park, 1986). Nos processos hidrotermais, a alteração pode modificar a mineralogia, a textura e

a composição quimica da rocha, causando dissolução, preciptando ou recristalizando novos

minerais (Gifkins et al., 2005), essas mudanças ocorrem devido ao contato entre o fluido e a

rocha (Pirano, 2009), ao entrar em contato com a rocha, estes fluidos modificam a rocha

encaixante, forçando-a a se reequilibrar formando outra assembleia mineralógica.

Depósitos hidrotermais

São um conjunto de depósitos que apresentam uma complexa história, onde uma solução

aquosa quente flui através da crosta precipitando elementos que estavam dissolvidos no fluido

(Skinner, 1997). A importância se dá pela solução que circula e carrega os elementos que irão

constituir o depósito e variam em composição e concentração.

Tipos e estilos de alterações hidrotermais

A classificação sistemática dos tipos de alteração, embora desejável, é prejudicada pela

grande diversidade dos processos e produtos de alteração. Foi desenvolvido um sistema simples

de classificação para designar um tipo de alteração pelo mais abundante ou mais óbvio mineral

em rochas alteradas ou pelas assembleias minerais (sericitação, dolominitização, cloritização,

silicificação, propilitização, potássica, etc.) bem como variações composicionais do protólito,

por meio da litogeoquímica (metassomatismo sódico, magnesiano ou potássico).

Outra forma de se classificar os produtos da alteração hidrotermal é através de

características que refletem a intensidade da alteração, sendo classificadas como:

TIPOS CARACTERISTICAS

4

Pervasivo Total ou significativa substituição mineralogica da rocha, sem

resquicios das texturas pré-existentes.

Seletivamente

pervasivo

Substituição sempre associados a minerais especificos como

saussuritização ou cloritização que preservam a textura

original da rocha.

Não pervasivo Ocorre em determinadas porções da rocha favoráveis à

percolação dos fluidos (alteração fissural). Tabela 1: Classificação referente aos estilos das alterações hidrotermais (Pirajno 2009).

Entretanto a aplicação dessas nomeclaturas é dificil, pois para classifica-lá é necessário

identificar a fase mineral abundante e nos metassomatismos é necessário saber a composição

química inicial da rocha. O que controla o desenvolvimento de cada uma dessas assembleias é

a evolução da razão aK+/aH+ na solução hidrotermal em contato com as rochas encaixantes, ou

seja a razão entre a atividade quimica dos íons K+ e H+ no sistema rocha-fluido (Pirajno, 2009).

Abaixo segue uma aproximação mais moderna para classificação dos tipos de alteração

em termos de minerais e suas caracteristicas:

Figura 1: Assembleia mineral característica dos maiores tipos de alterações hidrotermais em rochas

aluminossilicáticas mostrada no diagrama ACF e AKF (após Meyer & Hempley, 1967).

ALTERAÇÃO CARACTERÍSTICAS ASSEMBLEIAS

TÍPICAS

AMBIENTE DE

FORMAÇÃO

5

Argílicas

avançada

Baixo K+/H+, temperatura

intermediária a alta, completa

alteração de feldspatos e minerais

máficos a minerais argílicos e

minerais ricos em alumínio

(pirofilita, andalusita), alta

lixiviação de álcalis e elementos

alcalinos terrosos.

Pirofilita + Quartzo +

caulinita ± sericita ±

alunita± diásporo ± barita

± andaluzita ± topázio ±

enargita ± turmalina ±

pirita ± calcopirita ±

hematita

Pórfiro de cobre e

epitermal High-

sulfidation, epitermal

low-sulfidation e

geotermal.

Filítica

(sericítica)

Intermediária a alta K+/H+, alta

temperatura, plagioclásio, K-

feldspato e minerais máficos

convertidos a sericita e quartzo.

Veios de sericita-quartzo-pirita são

comuns.

T = 200 – 250° C pH= 4 -6

Quartzo-Sericita-Pirita ± clorita ± Caulinita ±

biotita ± rutilo ±

leucoxênio ± illita ±

calcopirita ± k-feldspato

Pórfiro de cobre,

epitermal low-

sulfidation, VHMS e

geotermal.

Argílicas

(intermediária)

Baixo K+/H+, baixa temperatura, k-

feldspato inalterado (metaestável)

alteração significante de

plagioclásio e minerais máficos a

minerais argílicos (caulinita e

montmorillonita) lixiviação de Ca,

Na e Mg.

T < 200 – 250 pH= 4 - 5

caulinita ±

montmorillonita ± ilita

± clorita ± sericita ±

biotita ± pirita ± epidoto ±

calcita ± esmectita.

Pórfiro de cobre e

epitermal High-

sulfidation.

Propilítica Alto K+/H+, baixa temperatura, falta

de lixiviação ou adição de álcalis e

elementos alcalinos terrosos.

Substituição do plagioclásio e

minerais máficos por epidoto-clorita

e carbonatos.

Clorita + epidoto +

albita + carbonato ±

sericita ± anidrita ±

montmorillonita ± apatita

± ankerita ± hematita ±

pirita ± calcopirita

Pórfiro de cobre,

epitermal High-

sulfidation, epitermal

low-sulfidation e

geothermal.

Potássica Alta K+/H+, alta T, substituição do

plagioclásio por K-feldspato (rochas

félsicas), biotitização dos minerais

máficos.

Quartzo-K-feldspato-

Biotita ± sericita ±

Clorita magnetita ± albita

± anidrita ± aptita ± rutilo

± epidoto ± calcopirita ±

bornita ± pirita

Pórfiro de cobre

Tabela 2: Alguns tipos de alteração hidrotermal com características, assembleias minerais e ambientes de

formação (Modificado de Gifkins et al., 2005). Observação: Os minerais índices estão em negrito.

As alterações hidrotermais propiliticas estão associadas principalmente ao tipo pórfiro

e se apresentam com menor concentração em depósitos do tipo kuroko.

Alteração propilítica e a geologia econômica

A ocorrência de alteração hidrotermal não garante a formação de um depósito mineral,

mas é um grande motivo para se investigar a área. O padrão hidrotermal constitui um excelente

guia para exploração de depósitos minerais causados por duas razões:

1) Muitos tipos de depósitos são associados com padrões de alteração característicos.

2) Na maioria dos casos de alteração hidrotermal as áreas são muito mais extensas do que as

áreas associadas à mineralização de metais.

6

Alguns depósitos minerais são classificados de acordo com a sua textura, em função de

sua importância econômica e a partir de algumas implicações metalogenéticas. Assim são

classificados, por exemplo, os depósitos de cobre pórfiro. Estes depósitos são classificados

como um grande volume de rochas hidrotermalizadas centralizadas em stocks pórfiros que

podem apresentar skarns, depósitos epitermais de sulfetação intermediaria a alta e sediment-

hosted (Sillitoe, 2010), e são as principais fontes de Cu (mais que 50% da produção mundial) e

Mo (70% da produção mundial), além de Au, Ag e Sn. Há uma separação dos depósitos de

acordo com a composição de sua mineralização, entretanto este não é o foco deste trabalho.

• Os Depósitos de Cobre Pórfiro de alteração hidrotermal geralmente possuem quatro

halos de alteração ou zonas, identificadas da borda para o centro do “stock” pórfiro, são

elas:

(As assembleias típicas já foram mencionadas na tabela 2):

Zona Propilítica - Nem sempre presente

Zona Argilicas - Nem sempre presente

Zona Filítica - Nem sempre presente

Zona Potássica: - Sempre presente.

Em profundidade todas as zonas tendem a fundir numa única assembleia quartzo K-

feldspato-sericita-clorita. As características dos principais tipos de jazidas do tipo pórfiro

encontram-se na tabela 5.

Figura 2: Modelo de Zonas de Alteração Hidrotermal de Depósitos de cobre pórfiro (parcialmente compilado

de www.geovirtual.cl).

7

Figura 3: Mapa com a distribuição global dos principais depósitos do tipo pórfiro (Kirkham e Dunne, 2000)

Tipicamente as mineralizações do tipo pórfiro se formam em limites convergentes de

placas tectônicas, onde se desenvolvem os arcos magmáticos ou rifts. Os depósitos são

formados acima das zonas de subducção nas margens continentais convergentes, em ambientes

crustais rasos e em arcos de ilhas oceânicos.

Depósito vulcano-exalativo

São depósitos minerais sedimentares que mostram relação com rochas vulcânicas ou

vulcanismo. Eles estão em conformidade com a rocha hospedeira e frequentemente bandados,

típicos de processos sedimentares. O principal constituinte é a pirita com ou sem calcopirita,

esfarelita, garnierita, barita e Au-Ag. Eles são de três tipos:

1. Tipo Cyprus: Associado com vulcânicas máficas e sequências ofiolíticas. Consiste

predominantemente de pirita com ou sem calcopirita. Back arc basins.

2. Tipo Besshi: Associado com vulcanismo basáltico à dacítico. Formam-se durante o estágio

inicial de formação de arcos de ilha. Domina a pirita, mas a calcopirita e esfarelita são comuns.

Tipificados por muitos depósitos vulcanogênicos do Canadá.

3. Tipo Kuroko: Associado com vulcanismo dacítico à riolítico. Formam-se durante vulcanismo

tardio de arco de ilha.

8

Figura 3 Ambientes geotectônicos de depósitos de sulfetos maciços vulcanogênicos (http://www2.ifrn.edu.br/pesquisamineral/?p=161)

Variação da porosidade em rochas que sofreram alteração propilitica

Independente da origem das alterações que as rochas sofreram, a interação fluido-rocha

é dirigida pela temperatura, química do fluido, mineralogia, textura da rocha e taxa do fluxo,

sendo estes os maiores parâmetros. Estas interações podem ser operadas sobre um amplo

alcance temporal e fortemente influenciada pelo caminho do padrão do fluido em escalas que

variam de nanômetros a quilômetros. Estudos realizados sobre a porosidade de um granito que

sofreu alteração propilítica em Charroux (França), mostraram que sua porosidade aumentou

mais do que quatro vezes em comparação as suas partes inalteradas, variando de 0.3% a 1,4%.

Estas mudanças resultam de várias modificações locais na porosidade e em diferentes escalas

da rocha.

Neste trabalho citado foram coletadas amostras em fraturas e próximas a estas, as rochas

mais alteradas propiliticamente estão nas fraturas enquanto as rochas mais distantes destas

fraturas apresentam menos alteração. A necessidade de se considerar a heterogeneidade

mineralógica das rochas em estudos de porosidades em pequenas escalas foi fortalecido por

inúmeros estudos de rochas alteradas, revelando: a natureza cristaloquimica de um dado mineral

formador de rocha fortemente influenciada pelo tamanho e geometria dos poros conectados que

se desenvolvem dentro do cristal, cada mineral formador de rocha produz uma fase especifica

e porosidade associada.

A modificação das redes de poros conectados, afeta incluindo a geração da porosidade

durante a substituição mineral (Walker et al., 1995; Ferry, 2000; Putnis, 2002), fratura ou fenda

recristalizada por argilo-minerais (Vaughan et al., 1986), abertura de fraturas causadas por

9

processos de dissolução (Saussse et al., 2001) e uma nova geração de fraturas causadas pela

expansão dos argilo-minerais (Suzuki et al., 1998). Abaixo se encontra a variação volumétrica

da rocha os minerais específicos. Nos plagioclásios azul, branco e rosa, não há presença na

rocha inalterada pois se trata de minerais de alteração.

AMOSTRAS ROCHA INALTERADA ROCHA ALTERADA

Rocha total 0.2 1.4

Quartzo 0.2 0.8

Minerais Fe-Mg 0.4 3.7

K-feldspato 0.1 0.3

Plagioclásio 0.1 2.2

Plagioclásio azulado - 3.7

Plagioclásio branco - 1.6

Plagioclásio rosa - 0.71

Tabela 3: Rocha total e porosidade especifica dos minerais em granitos alterados e inalterados.

Figura 4: Perfil da porosidade dos granitos alterados em função da distância da fratura. (Cassiaux M et al, 2006)

Os dados da porosidade e dados mineralógicos demonstram que a localização e o

desenvolvimento da circulação do percurso do fluido na rocha é fortemente dependente da

cristaloquimica dos minerais formadores de rochas e da organização geométrica destes, e o

desenvolvimento das alterações em microfraturas nestes minerais e entre a cristaloquimica dos

produtos de alteração.

Mapeamento de Rochas com alteração Hidrotermal

10

Alguns trabalhos foram feitos para mapeamento de zonas de alteração hidrotermal, por

exemplo, na China foi feito este mapeamento com dados ASTER. Este trabalho foi possível de

ser realizado pois as rochas alteradas por hidrotermalismo possuem aspectos de absorção

diferentes e são bastante caraterísticos em relação a suas assembleias minerais além de pouca

presença de vegetação no local, com isso o sensoriamento remoto foi utilizado para analisar

cobre pórfiro e exploração de ouro.

As bandas de ASTER nas ondas curtas de infravermelho foram selecionadas

especificamente para ressaltar a presença de espectros de absorção característicos de minerais,

como argila, carbonatos, sulfatos e outras fases hidratadas que devido as tonalidades e as

combinações de tons de fundamentais absorções de Al-O-H, Mg-O-H, Si-O-H e CO32- puderam

ser captadas.

Neste trabalho foram identificadas quatro zonas de alteração, sendo elas:

Potássica K-feldspatização e biotização

Quartzo-sericita Sericita + quartzo + pirita + k-feldspato

Propilítica Clorita + zoisita + calcita + albita ± zeolita

Zeolita-carbonatos Epistilbita + laumontita + calcita + quartzo ± albita

Tabela 4: Zonas de alteração no depósito de Baogutu, China.

Três bandas RBD (Profundidade Relativa de Bandas de Absorção) foram usadas no

estudo: RBD5, RBD6 e RBD 8, as quais foram atribuídas para RGB (red green e blue) a

combinação de cores para delinear as zonas de alterações hidrotermais argílica, filítica e

propilítica.

Os depósitos de cobre porfiríticos são tipicamente caracterizados pelas alterações

hidrotermais de zonas minerais, como já foi dito anteriormente, o núcleo com minerais de

quartzo e potássium-bearing é cercado pelas múltiplas zonas de alteração. A reflectância dos

espectros foram simulados de acordo com a assembleia mineral e suas propriedades.

- A zona potássica é caracterizada pela biotita e anidrita com absorção característica

centralizada de 1.94 e 2.1 μm.

- A zona filítica é caracterizada pela ilita e sericita com intensas absorções do Al-OH

centralizada entre 2.20 μm.

- A zona argílica incluindo caulinita e alunita mostra uma absorção secundaria de Al-OH em

2.17 μm.

- A zona propilítica tem o epidoto, clorita e calcita com a absorção características em 2.335

μm.

11

Gerando os aspectos simulados da figura 5.

As imagens foram usadas neste estudo para delimitar as assembleias minerais

argílica, filítica e propilítica. A composição das cores RGB foi designada para apresentar

o resultado da figura 6. As áreas argílicas restritas ficaram alaranjadas, e a grande área

filítica ficou rosa e amarela e ocuparam a maior parte dos halos dos minerais de alteração

hidrotermal, a zona propilítica ficou azulada, cercada por fora da zona de alteração

hidrotermal.

Figura 5:Espectro simulado das assembleias dos minerais de alterações. (Q Li, B Zhang, L Lu e Q Lin,2014)

Figura 6: Composição de cores RGB de imagens MNF 1, 2. (Q Li, B Zhang, L Lu e Q Lin,2014)

As imagens mostram a distribuição superficial das zonas de alteração hidrotermal.

Um padrão de minerais circulares zonados foi claramente observado, no resultado da

12

classificação das zonas potássicas, filiticas, argílicas e propilíticas. Sendo bastante eficaz

para distinguir as alterações e como um indicador de zonas de mineralização de cobre do

tipo pórfiro.

Tabela 5: Características das principais classes de jazidas do tipo pórfiro.

13

ALTERAÇÃO PROPILÍTICA NO MUNDO: tipos de depósitos e mineralizações

Há presença de alteração propilítica em vários países, segue abaixo uma lista de

alguns dos países encontrados:

LOCAL

TIPO DE

DEPÓSITO MINERALIZAÇÃO ESPECIFICAÇÕES

Japão Pórfiro Au-Ag-Mo Hobenzan granitic complex

Romênia (VMS) Au Sacaramb

USA Pórfiro Cu Southwest Tintic, Utah

Argentina Pórfiro Cu-Au-Mo Depósitos de Bajo de la alumbrera e Água Rica

Austrália Pórfiro Cu-Au Goonumbla District

China Pórfiro Cu Tuwu cu deposit

Austrália Pórfiro Cu-Au Northparkes porphyry Cu–Au deposit,

Índia Pórfiro Cu-Au Indian Mountain and Purcell Mountain

Iran Pórfiro Cu Darrehzar Porphyry Copper Deposit, Kerman

Chile Pórfiro Cu-Au Mina Guanaco (Chile)

Colômbia Pórfiro Cu-Au Marmato

Canadá Pórfiro Cu-Mo-W Logtung

Outros locais:

Japão Hiroshima

Chile Collhuasi District

Austrália Canadia District

Tibet Eastern Gangdese Belt

USA Colorado

USA Nevada

Chile Collahuasi district

Colômbia Vereda Santa Lucía

ALTERAÇÃO PROPILÍTICA NO BRASIL

ESTADO TIPO DO

DEPÓSITO MINERALIZAÇÃO LOCALIZAÇÃO

Minas Gerais Pórfiro Cu Lavras do Sul

Pará Pórfiro Au-Cu Província Aurífera do Tapajós

Mato Grosso Pórfiro Au Província de Alta Floresta

Pará São Félix do Xingu

Rio grande do Sul Caçapava do Sul

14

DISCUSSÃO

A utilização dos métodos de cálculo de porosidade foram realizados em vários

estudos, na França houve uma variação de 0.3 a 1,4% entre granitos inalterados e

alterados por alteração propilítica, em outro trabalho realizado em Lavras do Sul/RS,

Brasil foi feito a mesma análise em granitos, apresentando uma variação entre 0.5 – 1,8%,

bastante próximo dos granitos da França e utilizando o mesmo método. A porosidade

observada nas rochas não alteradas é associada a limites de grão, minerais máficos e

microfraturas, enquanto que nas alteradas, a porosidade maior é associada com os

minerais de alteração.

O sensoriamento remoto, é muito usado em mapeamento e muitos trabalhos foram

feitos com vários métodos diferentes para melhorá-los, para mapeamento em alterações

hidrotermais há muitas possibilidades, no trabalho realizado na China, foram feitas

análises pelos métodos em imagens PCA, MNF e RBD, sendo este último o que

apresentou resultados mais claros.

CONCLUSÃO

O mapeamento geológico por sensoriamento remoto é um método bastante

estudado, pois auxilia os estudos geológicos na interpretação do tipo de depósito,

entretanto só é eficaz em regiões onde não há presença de muita vegetação (regiões áridas

e semiáridas). Este método ajuda na delimitação da área antes de um trabalho de campo

e é economicamente viável, ajudando assim no reconhecimento de estágios para

exploração mineral.

A alteração propilítica está relacionada a metamorfismos de baixo grau,

economicamente falando, esta alteração está associada a grandes depósitos minerais, que

são importantes na atualidade por apresentar depósitos com mais que 50% da produção

mineral de Cu e outros minerais associados, sendo de grande interesse econômico.

15

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CASSIAUX M, PROUST D, SIITARI-KAUPPI M, SARDINI P ANDU LEUTSCH Y,

(2006). Clay minerals formed during propylitic alteration of a granite and their influence

on primary porosity: A multi-scale approach, Clays and Clay Minerals, Vol. 54. No 5,

541-554

Q LI1, B ZHANG, L LU AND Q LIN (2014) Hydrothermal alteration mapping using

ASTER data in Baogutu porphyry deposit, China 35th International Symposium on

Remote Sensing of Environment

BRUNO LAGLER Caracterização petrográfica e mineralógica das sequências vulcânicas

paleoproterozóica na região de São Félix do Xingu (PA), Província Mineral de Carajás

MISRA, Kula C. Understanding Mineral deposits. Norwell: Kluwer Academic

Publishers, 2000. 845 p.

SEKI YOTARO (1973) Metamorphic Facies of propylitic alteration, Journal of the

geological society of Japan, Vol 79, No.12 p. 771-780

CAVALCANTI NETO, Mário Tavares de Oliveira; ROCHA, Alexandre Magno Rocha

da. Noções de prospecção e pesquisa mineral para técnicos de geologia e mineração. Rio

Grande do Norte: Editora Ifrn, 2010. 268 p.

MISAS ENCHEVERRI, C.M. Evolução magmática, alteração hidrotermal e Gênese da

mineralização de ouro e cobre do palito, Província aurífera do tapajós (PA)(2010),

Dissertação de mestrado, Instituto de Geociências. Universidade de São Paulo.

http://www2.ifrn.edu.br/pesquisamineral/?p=161 <Último acesso em: 10/02/15>