Alterao Hidrotermal

Gnese de depsitos minerais

Em depsitos hidrotermais as rochas hospedeiras geralmente mostram efeitos de reao com os fluidos hidrotermais

ALTERAO HIDROTERMAL

Rocha e fluido procuram atingir o equilbrio qumico

Resultado um halo/envelope ou uma zona de alterao

Alterao distal Alterao proximal mineralizao

A extenso da alterao pode ser medida em mms a kms

Concentra-se em regies da crosta onde ocorrem grandes movimentaes de fluidos hidrotermais

Estilos de Alterao Hidrotermal No existe consenso na definio dos estilos de alterao hidrotermal na literatura, reflexo dos diferentes critrios aplicados na descrio e classificao dos depsitos minerais, mas os estilos mais comuns so:

- Fissural: substituies ou preenchimentos em veios e/ou fraturas, com atuao em at alguns centmetros ao redor

- Pervasivo: substituio total ou da maior parte dos minerais originais da rocha, resultando na obliterao parcial ou total das texturas originais

- Pervasivo seletivo: caracterizado pela substituio de determinados minerais da rocha, como, por exemplo, a substituio de determinados megacristais, resultando em texturas pseudomrficas.

Pode envolver mudanas:

na cor

na textura

na mineralogia

na qumica da rocha

Notar a mudana de colorao da rocha entre a zona distal (escura), intermediria (clara) e proximal (amarelada - bleaching) de alterao hidrotermal em sequncia de rocha metassedimentar. Mina de Au Sunrise Dam (Austrlia) (Eilu et al., 1999).

ALTERAO HIDROTERMAL

Alterao hidrotermal Arglica argilo-minerais (dickita, caolinita, pirofilita, montmorillonita) (Na,Ca) 0.33(Al,Mg) 2Si4O10(OH)2nH2O

Sericitizao 3KAlSi3O8 + 2H+ KAl3Si3O10 (OH)2 + 6SiO2 + 2K+ Feldspato potssico Sericita Slica [Ca, Na]AlSi3O8 + K+ + 2H+ KAl3Si3O10 (OH)2 + 6SiO2 + 3[Na+, Ca+]

Plagioclsio e Albita Sericita Slica

Propiltica - Clorita, calcita e epidoto subordinado. Os minerais mficos so alterados fortemente e o plagioclsio menos;

Cloritizao 4H+ + 2K(Mg,Fe)3(Si3Al)O10(OH)2 Al(Mg,Fe)5(Si3Al)O10(OH)8 + (Mg,Fe)2+ + K+ + 3SiO2 Biotita Clorita Quartzo

Carbonatizao calcita, dolomita, magnesita, siderita Potssica biotita, microclnio Silicificao quartzo, calcednia

ESTILOS DA ALTERAO HIDROTERMAL

ARGLICA AVANADA

grupo da caolinita + dickita pirofilita [Al2Si4O10(OH)2] disporo alunita [KAl3(OH)6(SO4)2] andalusita

intensa lixiviao de lcalis e Ca2+ por fluidos cidos

2KAl3Si3O10(OH)2 + 2 H+ = 3Al2Si2O5 (OH)4 + 2K+ pH< 4

muscovita/sericita caolinita

TIPOS DE ALTERAO HIDROTERMAL

ARGLICA

grupo da caolinita dickita [Al4Si4O10(OH)8] montmorillonita illita-smectita alterao de plagioclsio

pH= 4 - 5; T< 200 - 250C

K

A

C

F K

A

C

F

Caolinita, dickita, piroflita (topzio, turmalina)

pirita

sericita

alunita

ARGLICA AVANADA

ARGLICA

biotita

pirita

calcita

Caolinita, halloisita, montmorillonita

clorita

A= Al2O3 K= K+ e Na+

F= Fe2+ e Mg2+

C= CaO

Hydrothermalized rhyolitic volcanic breccia (Iriri area)

Pyrophyllite and illite Diaspore, pyrophyllite and illite

Alterao Arglica Intermediria e Avanada - Caracterizam-se pela atuao de um intenso metassomatismo de H+ (lixiviamento cido) num intervalo de temperaturas entre 100 e 300 oC onde argilo-minerais so formados principalmente pela substituio do plagioclsio e de silicatos mficos, essencialmente hornblenda e biotita.

- Internamente, zonas de alterao arglica gradam para zonas de alterao serictica e, externamente, para zonas de alterao propiltica.

- No entanto, a lixiviao de ctions dos alumino-silicatos pode favorecer um enriquecimento em slica e, portanto, estas zonas podem tambm gradar para zonas silicificadas como exemplificado na seguinte reao, na qual so removidos elementos relativamente imveis.

0,5Al2Si2O5(OH)4 + 3H+ = SiO2 + 2,5H2O + Al3+ caolinita quartzo - A slica, produto da hidrlise de silicatos nas zonas arglicas, no se cristaliza no local da alterao. Se em um dado depsito o processo de alterao arglica e serictica so contemporneos, pode ocorrer difuso de slica em direo ao conduto, sendo que, pelo menos uma parte dela se fixa como quartzo na zona de alterao serictica.

- Zonas de alterao arglica intermediria caracterizam-se pela presena de montmorillonita, illita, clorita, argilas do grupo da caolinita (caolinita, dickita, halloisita, allofana) e pouca sericita. K, Ca, Mg e Na podem no ser completamente lixiviados e o feldspato potssico pode permanecer inalterado. Localmente pode haver abundncia de biotita e de clorita. Na Figura 17d podem ser vistas as assemblias minerais presentes nestas zonas de alterao, segundo Meyer & Hemley (1967).

- Os minerais tpicos das zonas de alterao arglica avanada so dickita, caolinita, pirofilita, barita, alunita e disporo, podendo tambm estarem presentes sulfetos (covellita, digenita e enargita), topzio, turmalina e uma variedade de argilas amorfas. Em sistemas acima de 300 oC a lixiviao de ctions pode produzir assemblias com pirofilita, andalusita, quartzo, topzio e pirita.

- A alterao aluntica uma modalidade de alterao arglica avanada. Quando o protlito constitudo por uma rocha rica em Al e no fluido h abundncia de ons de sulfato, a alunita pode predominar. O grupo dos minerais de alunita inclui tambm natroalunita (K substitudo pelo Na) e jarosita (Al substitudo pelo Fe) e podem estar presentes caolinita, sericita, pirita, barita, hematita, calcednia e opala.

SERICTICA

sericita + quartzo substituio de feldspato, mica e minerais mficos

Sericita substitui feldspato. Mina de Silver Bell, Arizona. 25X, largura = 3mm. http://www.mines.utah.edu/~wmep/54598/54598files/Atlas/atlasgif/

3KAlSi3O8 + 2H+(aq) KAl3Si3O10(OH)2 + 6SiO2 + 2K+(aq) K-feldspato muscovita/sericita quartzo

HIDRLISE

T= 200 - 250C pH= 4 - 6

TIPOS DE ALTERAO HIDROTERMAL

Alterao Serictica - Este tipo de alterao por vezes chamada de alterao filtica pela classificao utilizada por Burnham (1962).

- Esta classificao gerou muita confuso no uso do termo filtico pois na verdade biotita, quando presente, encontra-se associada a zonas de alterao potssica e, sericita, a zonas de alterao serictica, conforme classificao de Meyer & Hemley (1967).

- Assim, o termo alterao serictica mais apropriado j que a assemblia tpica que representa estas zonas de alterao quartzo-sericita-pirita (QSP).

- Nesta assemblia o termo sericita refere-se a micas brancas di-octadricas de granulao fina, podendo ser muscovita, paragonita, phengita, fuchsita ou roscoelita.

- O termo pirita est essencialmente representado por pirita e, secundariamente, por calcopirita e molibdenita.

- Os sulfetos podem representar at 20% do volume da rocha.

- Outras fases minerais que geralmente esto presentes nestas zonas de alterao so feldspato potssico, caolinita, calcita, biotita, rutilo, anidrita, apatita, hidromuscovita e illita (Hemley & Jones, 1964; Meyer & Hemley, 1967; Pirajno, 1992).

K

A

C

F

(topzio, turmalina)

pirita

Sericita (fengita)

SERICTICA

A= Al2O3 K= K+ e Na+

F= Fe2+ e Mg2+

C= CaO

PROPILTICA

epidoto, clorita, carbonato substituio de plagioclsio e biotita-hornblenda

http://www.mines.utah.edu/~wmep/54598/54598files/Atlas/atlasgif/

sericita magnetita pirita zelitas

pH neutro a alcalino Clorita e calcita substitui biotita. Mina de Cu-Au de Bingham, Utah. 50X, largura= 2mm

TIPOS DE ALTERAO HIDROTERMAL

K

A

C

F Pirita, pirrotita, magnetita, hematita, siderita

clorita

A= Al2O3 K= K+ e Na+

F= Fe2+ e Mg2+

C= CaO

PROPILTICA

Albita, FK

zelitas

epidoto

calcita ankerita

Alterao Propiltica

-O termo propilite de Von Richtofen foi adotado por Becker (1882, em Meyer & Hemley, 1967) para designar os andesitos alterados de Comstock Lode, Nevada, USA.

-A alterao propiltica propriamente dita caracteriza-se pela adio de H2O, CO2 e, localmente S, havendo um metassomatismo de H+ e remoo pouco intensa de ctions metlicos. A adio de H2O provoca a hidratao dos alumino-silicatos e os minerais tpicos destas zonas de alterao so epidoto, clorita, carbonatos, albita, feldspato potssico e pirita, podendo, localmente, ser comum a presena de sericita, xidos de Fe, montmorillonita e zelita (Meyer & Hemley, 1967).

- Albitizao intensa, cloritizao e carbonatizao das rochas encaixantes so considerados separadamente, reservando os autores o termo de alterao propiltica para alteraes onde o metassomatismo de H+ no intenso (Meyer & Hemley (1967).

POTSSICA

formao de K-feldspato e/ou biotita secundrios

clorita magnetita hematita sulfetos (pirita e calcopirita)

pH neutro a alcalino

TIPOS DE ALTERAO HIDROTERMAL

Metassomatismo alcalino e, em particular, alterao potssica de silicatos

Nos estgios finais da consolidao de uma massa gnea desenvolvem-se

fluidos alcalinos altamente salinos, com temperaturas em torno de 800 a 600 oC, que provocam uma ampla alterao potssica ou sdica. Estes fluidos promovem reaes de troca e crescimento subsolidus de novas fases minerais.

Os processos subsolidus que ocorrem neste tipo de alterao incluem: (a) um intercmbio de base nos feldspatos, especialmente de Na por K ou de

K por Na (b) mudanas no estado estrutural dos feldspatos

(c) Albitizao

(d) Microclinizao

(e) crescimento de micas tri-octadricas.

Albitizao

- Nas alteraes propilticas tpicas a albita gerada pela concentrao do Na liberado a partir da quebra do plagioclsio mais clcico.

- Os autores Meyer & Hemley (1967) reservam o termo albitizao para processos onde o sdio introduzido metassomaticamente. Quando o metassomatismo sdico intenso quase todo o material aluminoso convertido para plagioclsio branco rico em Na, podendo localmente estar associado a um anfiblio rico em Na.

- A composio do novo plagioclsio varia entre albita pura e oligoclsio sdico e podem ser encontrados os minerais tpicos da alterao propiltica, especialmente epidoto.

- Em rochas intensamente albitizadas os sulfetos normalmente no so abundantes, estando comumente acompanhados por xidos de Fe

Least-altered granite

Na+ (white) and K+ metasomatism (red)

Propylitic alteration

Batalha Granite hydrothermal alteration sequence started by strong Na-metasomatism

Juliani et al. (2002)

Least-altered granite

Pervasive propylitic alteration

Fissural propylitic alteration

Sericitic alteration

Weak Na+ metasomatism

and K+ metasomatism

Batalha Granite hydrothermal alteration sequence starting with an initial weak Na-metasomatism

Juliani et al. (2002)

Alterao Clortica

- A predominncia de clorita em zonas de alterao hidrotermal deve-se grandes adies de Mg e/ou de Fe nestas zonas.

- A clorita pode estar presente sozinha, ou acompanhada de quartzo, sericita ou de turmalina, em assemblias minerais simples, sendo que, em geral, est associada pelo menos com pequenas quantidades dos outros minerais tpicos das zonas de alterao propiltica.

- Paragonita, cloritide, talco, septeclorita e anfiblios podem tambm estar presentes, assim como anidrita.

- Os sulfetos comumente encontrados so pirita e pirrotita, em concentraes desde abundantes at escassas.

Carbonatizao

- Sericita, clorita e carbonatos so os minerais mais comuns produzidos por alterao hidrotermal, onde Mg, Fe, Ca e Mn so os principais metais fixados nos carbonatos.

- O significado qumico do termo alterao carbontica pode variar muito. A dolomitizao de carbonatos envolve um intenso metassomatismo de Mg, que atua atravs do processo de intercmbio de base.

- Geralmente est associado a zonas de alterao propiltica de rochas aluminosas. No entanto a carbonatizao de rochas silcticas est geralmente associado introduo metassomtica de CO32-, que pode se dar em uma ampla gama de ambientes geolgicos.

K

A

C

F

biotita

Pirita, magnetita, hematita, siderita

clorita A= Al2O3 K= K+ e Na+

F= Fe2+ e Mg2+

C= CaO

POTSSICA

FK calcita ankerita

ARGLICA AVANADA

ARGLICA

SERICTICA

SUB-PROPILTICA

PROPILTICA

POTSSICA

SKARN

pH

tem

pera

tura

hipo

zona

l m

esoz

onal

ep

izon

al

Slica alunita Al-K caolinita I-K illita clorita Ca-Si

Bi Kf

Anf Cpx

Anf Cb

Cpx Gr

Diagramas atividade-atividade

Com

posi

o

Min

eral

gic

a (%

vol

.) ALTERAO HIDROTERMAL:

A INFLUNCIA DA RAZO FLUIDO/ ROCHA

0 20 40 60 80 100 120 0

20

40

60

80

100

Razo gua do mar/basalto

quartzo

clorita

albita

esfeno hematita ilmenita

F/R rocha mfica

0-2 cl + ab + ep + act

2-35 cl + ab + ep + act + qtz

35-50 cl + ab + qtz

> 50 cl + qtz

Dissoluo qumica de elementos trao (metais) a partir de um grande volume de rocha (10 - 1000 km3)

Migrao do fluido e sua canalizao ao longo de estruturas na crosta (e.g. falhas, zonas de cisalhamento)

Precipitao qumica de minerais de minrio formando um depsito mineral (< 1 km3)

POUCO FLUIDO, MUITA ROCHA

VERSUS

MUITO FLUIDO,

POUCA ROCHA

Zn-Pb-(Cu-Au) de Aripuan (MT)

Alterao distal - serictica

Alterao proximal - clortica

Mineralizao de Zn- esfalerita (ZnS)

...E MAIS ALTERAO HIDROTERMAL

Sulfetao em rocha metassedimentar

substituio de siderita por pirita relacionada a veios de quartzo discordantes. Mina de Au de Cuiab - Quadriltero Ferrfero

FeCO3 + 2H2S = FeS2 + CO2 + 2H2O

Na

Na-Ca

Na-Ca Act

Act + mgt

Act + mgt

Apatite

cpy

Mina de Cu-Au de Sossego Corpo Sequeirinho

ALTERAO DEPSITOS DE Cu-Au CARAJS (PA)

(Monteiro et al. 2005; Carvalho 2005)

calcopirita, pirita, sigenita

SKARN

TIPOS DE ALTERAO HIDROTERMAL

Associao de silicatos de Ca e ricos em Fe (anfiblios, piroxnios, granadas, epidoto-zoisita) que substituem rochas carbonticas. Adio significativa de Si, Al, Fe e Mg.

GREISEN

Alterao dominada por quartzo (60%), muscovita (30%) e topzio, com turmalina, fluorita, rutilo, cassiterita, wolframita e magnetita como acessrios comuns. Ocorre geralmente associada a granitos.

Alterao do Tipo Greisen - Um aumento na quantidade de topzio, turmalina, quartzo e zunyita marcam a transio para uma alterao do tipo greisen. Neste tipo a assemblia tpica formada por quartzo-muscovita, podendo tambm estarem presentes quantidades variveis de topzio, turmalina, fluorita, zunyita, xidos (cassiterita, hematita), wolframita, scheelita, sufetos de Fe, Cu, Mo, Bi e sulfossais de Cu-Bi-Pb (Pirajno, 1992). - Geralmente a alterao do tipo greisen precedida por albitizao (metassomatismo de Na), processo durante o qual so liberados ons de H+, os quais encarregam-se, posteriormente, de propiciar a formao da assemblia quartzo-muscovita, conforme pode ser visto no esquema da Figura 19 (MacKenzie, 1983, em Pirajno, 1992). - Um progressivo metassomatismo de F e/ou de B pode-se dar aps a formao de greisens quartzo-muscovticos. Quando o metassomatismo de B muito intenso formam-se rochas constitudas quase que essencialmente por quartzo + turmalina.

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