Volcanes de la Sierra Nevada Oriental

El estudio de la mineralogía y los depósitos de minerales puede atribuirse en gran medida a procesos de alteración hidrotermal en los que la alteración química da lugar a muchas composiciones químicas ricas en metales: oro, cuarzo, estaño, etc. Este proceso de alteración hidrotermal combina principalmente tectónica, vulcanismo y agua caliente. La mineralogía básica de la roca se altera como resultado de cambios de condición en la temperatura, presión o composición/composición química. Esto ha dado forma a cosas como la fiebre del oro de California y ha sido un auge económico desde su descubrimiento.

El Proceso de Alteración Hidrotermal

El agua caliente o los «fluidos hidrotermales» pasan a través de fracturas de rocas ígneas cercanas o espacios porosos dentro de la roca, alterando la composición química (Adams). Esta alteración química puede ser el resultado de «agregar, eliminar o redistribuir los componentes químicos» (Adams). Estos componentes químicos que he mencionado implican la composición básica de la roca. Por ejemplo, la composición química de la caolinita es (Al4Si4O10 (OH)8) de acuerdo con el folleto «Química de alteración» distribuido en los materiales del aula, mientras que la composición química antes de que se alterara es KALSI3O8 + H2O.

Un ejemplo de un sistema hidrotermal y su circulación. De» El Planeta Azul » de Brian J. Skinner (1995). También tomado de Williams, Curtis » Alteración Hidrotermal y Depósitos Minerales.» (2002).

Normalmente, estos «fluidos hidrotermales» o «soluciones acuosas» llevan muchos metales además de «silicatos y otros materiales no metálicos» (Jones y Hutton). Las diferentes composiciones de rocas ígneas pueden variar en una variedad de minerales, cuando el agua que se calienta por una cámara magmática cercana aumenta de temperatura y altera las rocas ígneas cercanas, la solución hidrotermal se vuelve rica en minerales. Esta solución rica en minerales se eleva, serpenteando a través de fracturas o grietas en la roca, enfriándose a medida que se mueve y disolviendo otros minerales en su camino, una vez que esta solución se ha enfriado en la fractura de las venas que crean la roca.

Negro fumador desde los mediados de-Atlántico Este es un ejemplo de alteración hidrotermal versiones en el océano.

La energía detrás del proceso de alteración hidrotermal es la «célula geotérmica» (Jones y Hutton 2000). Una» celda geotérmica » es el lugar en el que se calienta el agua (Jones y Hutton 2000). Por lo general, desde la fuente, el agua fría se mueve a través de las fracturas y grietas dentro de la roca hasta que se calienta. Como se dijo anteriormente, se calienta por una cámara magmática cercana. La solución de agua calentada pasa a través de las rocas disolviendo iones metálicos y otros minerales, alterando así la composición química y la composición de la roca.

Típicamente, las soluciones hidrotermales tienen un alto contenido salino; por lo tanto, los movimientos de estos fluidos alteran la roca. Con las condiciones variables de los minerales: temperatura, presión, pH y Eh si las condiciones cambian, una condición cambiará. Esto puede hacer que la roca reaccione con materiales cercanos. Según Jones y Hutton, «las temperaturas a las que se forman los minerales van de 50 a 650°C». Estas temperaturas altamente variables crean un agente alterador altamente propicio. «El movimiento de estos fluidos hidrotermales en la corteza terrestre se conoce como «convección hidrotermal».»(McCaffrey and Pavey). «El razonamiento detrás de esta terminología es el significado raíz de la palabra: hydro significa agua, térmico significa calor y convección significa transferencia de calor por movimiento físico de material » (McCaffrey y Pavey).

Formación hidrotermal de mineral

Un mineral es una roca rica en metales, muchas veces metal. La formación de minerales hidrotermales se atribuye a la solución o fluidos hidrotermales que filtran metales y minerales de la roca. Estos metales se depositan en fracturas y grietas dentro de la roca llamadas: venas. Las fracturas son el resultado de cosas como la congelación y expansión del agua. Las fracturas pueden ser causadas por actividad sísmica, cuando el suelo se desplaza, las fracturas y fisuras quedan en el lecho de roca y otros componentes que componen la corteza. La corteza continental está compuesta de rocas graníticas, mientras que la corteza oceánica está compuesta principalmente de roca basáltica.

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Esta figura animada ha sido tomada de (McCaffrey y Pavey).

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Esta figura animada ha sido tomada de (McCaffrey y Pavey).

Algunos factores necesarios para el desarrollo de la deposición hidrotermal de mineral incluyen: fuente de agua, fuente de componentes de mineral y transporte de constituyentes de mineral, permeabilidad, causa y deposición de mineral. Cada uno de estos factores influye fuertemente en el proceso hidrotermal.

Las principales fuentes de agua que eventualmente se moverán a un lugar donde será calentada por la cámara magmática cercana incluyen: «agua de superficie, incluidas las aguas subterráneas, conocidas como aguas meteóricas; agua de mar; agua de connato o agua encerrada en las rocas en el momento de la formación; agua metamórfica; y agua magmática (de magma)» (Jones y Hutton 2000). Las aguas meteóricas se pueden recolectar a partir de factores de precipitación como nieve, lluvia, etc.; mientras que, » agua de formación que ha sido atrapada con un área específica; tales como poros de sedimentos » (McCaffrey y Pavey). Esta agua eventualmente se volverá altamente concentrada con minerales y metales que se disuelve a medida que se mueve a través de las rocas ígneas.

«Figura 16.24 b A depósito de mineral magmático. Capas de cromita pura (negra) encerradas en capas de plagioclasa, se asentaron durante la cristalización del complejo ígneo de bushveld. Este afloramiento inusualmente fino se encuentra en el río Dwars en Sudáfrica » www.usd.edu/esci / figures

Los metales minerales se derivan comúnmente de la corteza terrestre. Además de la fuente de constituyentes de mineral ya disponible, es la alta salinidad que ayuda al transporte de los constituyentes de mineral. Los fluidos hidrotermales, como resultado de los minerales altamente concentrados (Cl, F y CO2), transportan fácilmente los metales altamente concentrados. El pecado wasy que estos iones metálicos son típicamente transportados es a través de «iones complejos» (McCaffrey y Pavey). «Un ion complejo se define como una única especie química compuesta por una combinación inusual de dos o más átomos» (McCaffrey y Pavey). Estos iones complejos evitan la deposición del metal durante el movimiento. Por el contrario, los iones simples sueltan fácilmente el metal durante el transporte.

Este proceso solo puede ocurrir si la solución puede moverse a través de la roca; por lo tanto, la permeabilidad juega un papel clave en el movimiento de las soluciones hidrotermales. Estas soluciones pueden moverse a través de pasadizos como poros, grietas, fracturas, etc. Es esencial para el éxito de las alteraciones hidrotermales. La deposición de los minerales se debe generalmente a (1) disminución de la temperatura – enfriamiento, (2) disminución de la presión, (3) cambio en la composición de las soluciones hidrotermales. Una disminución de la temperatura es el resultado del enfriamiento de los fluidos hidrotermales. Mientras que una disminución de la presión puede ser el resultado de muchos factores.

Las concentraciones de estos metales en un espacio restringido confunden un mineral. La deposición del mineral puede ser sub-aérea, en el fondo marino, en una fractura o en una roca. Las fallas hidrotermales pueden desarrollar brechas y hendiduras. Esta es una forma de mineralización y alteración que tiene lugar donde hay una gran cantidad de venas de grano fino. Los patrones de zonificación mineral a menudo se desarrollan cerca de depósitos de mineral como resultado de cambios en la temperatura, la composición química del fluido y el contenido de gas.

«la Figura 16.23 Mineral formada por metamorfismo. Mineral de la mina Tem-Piute, Nevada. Blanco es calcita, púrpura es fluorita. Los minerales minerales visibles son esfalerita (marrón, en la parte inferior izquierda), pirita (oro) y scheelita (CaWO4), el mineral de color marrón pálido azucarado superior izquierdo e inferior derecho. La scheelita es un importante mineral de tungsteno «www.usd.edu/esci/figures

Depósitos de vetas y Skarn

Las vetas, como se mencionó varias veces anteriormente, son la forma más común en la que el material concentrado hidrotermal se enfría. El mineral hidrotermal se forma cuando se llenan las grietas, fallas y fracturas. Más comúnmente aparecen en arcos volcánicos y terrenos de colisión. La razón detrás de esto es que los magmas hacen circular el fluido que se mueve combinando con el estrés adicional que resulta en una fractura importante. La fractura se llena con la solución hidrotermal que se enfría en algún momento. Los metales que se encuentran en las venas se encuentran típicamente en la corteza y tal vez en la fuente de los metales.

«Vena y calcopirita diseminada en cuarcita» figura tomada de www.zambia-mining.com de oro/%20vein.jpg

Los grandes depósitos de skarn se forman como resultado del fluido que reemplaza la roca. A menudo, las rocas están hechas de piedra caliza.

(McCaffrey y Pavey).

Depósitos Epitermales

Figura tomada de http://www.davidkjoyceminerals.com/graphics/841.jpg6.1

el Oro es conocido como un depósito epitermal ya que se encuentra a muy poca profundidad. Con los yacimientos de mineral hay dos tipos de clasificaciones: principal y secundaria. Un mineral primario está hecho principalmente de un componente metálico principal. El oro es un ejemplo de mineral primario porque está hecho principalmente de oro; sin embargo, se pueden encontrar componentes como la plata. Otra clasificación es un mineral de ganga. Los minerales de ganga generalmente incluyen cuarzo, calcita y otros minerales como caolinita y clorita. Se cree que el oro se precipita de las aguas subterráneas cercanas en áreas cercanas a una fuente termal. Estos depósitos se encuentran comúnmente en regiones de arco volcánico como la región de Sierra Nevada.

Cómo todo esto se relaciona con la región de Sierra Nevada

Mientras visitaba hermosas áreas como el Chert Azul y el molino de Caolinita, me intrigó cómo el agua caliente podría alterar químicamente las rocas para hacer cosas tan hermosas. Con la actividad sísmica a menudo causando fallas y fisuras para que la roca alterada eventualmente se llene; la tectónica también tiene su mano en ello. Tectónicamente, la subducción de una placa obligará a bajar el agua para que finalmente se caliente. A menudo, incluso el magma está más cerca de la superficie y puede calentar una mayor cantidad de agua. Las aguas termales son un gran ejemplo de bolsa magmática que está más cerca de la superficie; como resultado, el agua se calienta y la emisión de azufre y CO2 es mayor. Otros accidentes geográficos que pueden atribuirse a alteraciones hidrotermales son los Cráteres Inyo. El agua subterránea circulaba a través del magma a medida que se elevaba, dando lugar a erupciones explosivas cargadas de vapor.

Bodie es otro gran ejemplo de cómo este proceso puede afectar la vida: las personas se vieron impulsadas a la aventura y al posible dinero que podían encontrar. Con el dinero potencial llegaron ladrones, prostitutas y marginados. Esta ciudad ahora abandonada que se había convertido en una reserva comparte una interesante vista de pájaro del pasado de California.

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