Procesos Geológicos: Formación de Rocas Sedimentarias, Metamorfismo y Alteraciones Minerales

Procesos de Formación de Rocas Sedimentarias

Conglomerado

El conglomerado se forma a partir de la meteorización física de una roca madre, que se desintegra por algún mecanismo como la acción del congelamiento, la dilatación térmica o la descarga. El transporte se produce por tracción, dado que el tamaño de la partícula es del tipo grava. La depositación ocurre en un ambiente energético, como un ambiente aluvial. Al profundizar, se produce la compactación, en la cual los sedimentos pierden agua, disminuyen su volumen y aumentan su densidad, litificándose. Finalmente, la diagénesis se completa con la cementación y recristalización.

Arenisca de Cuarzo

La arenisca de cuarzo se origina a partir de la meteorización física de una roca granítica y la meteorización química y física de una roca riolita. El transporte de los detritos se realiza por saltación, ya que las partículas son del tipo arena. Si hubiera meteorización química, los elementos se transportarían en disolución. Se produce un proceso de abrasión y desgaste a través de la erosión eólica durante el transporte. La depositación ocurre en un ambiente litoral energético y oxidante. Los detritos sufren un proceso de cementación, en el cual se depositan los elementos en disolución cuando encuentran condiciones de pH y Eh adecuadas. La recristalización continúa durante la diagénesis, permitiendo que los cristales crezcan y mejoren sus formas cristalinas.

Lutita

La lutita se forma por la meteorización química y física de una roca madre rica en feldespatos, que se desintegra por algún mecanismo de meteorización física y que, a través de reacciones hidrolíticas, genera minerales de arcilla. El transporte se produce por suspensión, dado que el tamaño de la partícula es del tipo limo o arcilla. La depositación ocurre en un ambiente tranquilo y reductor, como un ambiente lacustre o palustre. Luego, al ir profundizando, se produce la compactación, en la cual los sedimentos pierden agua, disminuyen su volumen, aumentan su densidad y se litifican.

Caliza Clástica

La caliza clástica se forma a través de procesos de meteorización física, meteorización química, transporte por saltación, depositación en ambiente litoral, compactación, cementación y recristalización.

Alteraciones Hidrotermales

Alteración Argílica Avanzada

Se caracteriza por un fluido a bajas temperaturas y pH extremadamente ácido. Se compone de caolinita-dickita ± diáspora, alunita, sílice amorfa, corindón y pirofilita. Se ubica en la parte superior del yacimiento, cercana a la superficie.

Alteración Cuarzo-Sericítica

Se forma a temperaturas moderadas y pH levemente alcalino. Se compone de cuarzo + sericita y pirita ± calcopirita. Su ubicación es cercana al yacimiento, entre la alteración potásica (más próxima a la mineralización) y la alteración argílica.

Alteración Potásica

Se genera por aguas hidrotermales calientes, con pH neutro a alcalino. Se compone de ortoclasa + biotita + cuarzo y magnetita, calcopirita, pirita y bornita.

Alteración Propilítica

Se forma a temperaturas moderadas a altas, con pH neutro a levemente alcalino. Presenta epidota, clorita y albita, con algo de pirita.

Ambientes de Formación de Minerales y Rocas

• Gravas: Ambiente energético, oxidante, aluvial y litoral.
• Turba: Ambiente reductor y de baja energía, levemente ácido. Pantanos y lagunas.
• Pirita: Ambiente reductor y levemente ácido a levemente alcalino.
• Hematita: Ambiente oxidante de pH neutro y alcalino.
• Limos y Arcillas: Ambiente de baja energía, lagos, pantanos, lagunas.
• Arenisca: Roca sedimentaria. Consolida en ambientes energéticos oxidantes, ya sea litorales, aluviales o desérticos a presiones y temperaturas atmosféricas, o cercanas a la superficie. Presentan textura clástica y minerales heredados como cuarzo, feldespatos, fragmentos calcáreos, micas.
• Milonita: Roca metamórfica. Producto de un metamorfismo dinámico de textura foliada. Su composición depende del protolito.
• Lutita: Roca sedimentaria. Consolida en ambientes tranquilos, ya sea continentales acuosos y océanos profundos a presiones y temperaturas atmosféricas, cercanas a la superficie. Presentan textura clástica y minerales heredados como cuarzo y micas, y de alteración como minerales de arcilla.
• Pizarra: Roca metamórfica. Producto de un metamorfismo regional o de enterramiento, de textura foliada, formada principalmente por minerales de arcilla y micas.
• Salbanda: Producto de metamorfismo dinámico en zona de falla en un ambiente frágil.
• Mármol: Roca metamórfica de textura granoblástica. Producto de un metamorfismo de contacto de un intrusivo con una roca caliza.
• Halita: Ambiente alcalino, independiente de si es oxidante o reductor, y con salinidad sobre el 200%, en ambientes lagunares de transición.
• Caliza Afanítica: Roca sedimentaria. Consolida en ambientes tranquilos, oxidantes o reductores, con pH sobre 7,8, es decir, alcalinos. Pueden depositarse en lagunas, lagos o ambientes oceánicos neríticos. Textura afanítica, constituida por cristales de calcita.
• Roca Córnea: Roca metamórfica. Producto de un metamorfismo de contacto, textura granoblástica. La composición dependerá del protolito.
• Skarn de Cobre: La primera etapa consiste en la formación de un metamorfismo de contacto, producto de una intrusión. Si esta se realiza cercana a la superficie, habrá un intercambio de iones, incluyendo iones de cobre y fluidos, entre la roca intrusiva y la roca de caja. Esto genera, como segunda etapa, un metasomatismo o metamorfismo hidrotermal. Luego, una tercera etapa de metamorfismo retrógrado ocurre al percolar aguas desde la superficie, las cuales enfrían el sistema y provocan una segunda removilización de los metales y una ulterior concentración de carácter económico.

Tipos de Metamorfismo

Metamorfismo con Presiones Dirigidas como Factor Principal

1. Metamorfismo Regional: También llamado metamorfismo termodinámico, se manifiesta por efecto de la temperatura y la presión actuando conjuntamente, siendo esta última una suma de la presión litostática y presiones dirigidas producto de los movimientos de las placas tectónicas. El grado de metamorfismo será más intenso cuanto mayor sean estos agentes.
2. Metamorfismo Dinámico: También llamado dinamometamorfismo, es consecuencia directa de las fuerzas ejercidas por la presión. Su ámbito de actuación son las fallas y zonas de fracturas, donde se liberan grandes cantidades de energía por efecto de los desplazamientos de bloques, los cuales provocan la trituración o disgregación.

Metamorfismo Hidrotermal y de Fondo Oceánico

1. Metamorfismo Hidrotermal: Se generan depósitos por la interacción de un plutón con roca de caja, hay intercambio de fluidos y se genera mineralización de interés económico. Esto se ve incrementado por el metamorfismo retrógrado que aumenta la circulación de fluidos y posterior concentración de los iones. Se generan yacimientos tipo skarn.
2. Metamorfismo de Fondo Oceánico: Adscrito a las zonas divergentes de placas. Para algunos autores es el tipo más importante, pues es el que ocupa mayores extensiones, la totalidad de las cuencas marinas. Este metamorfismo consiste en la recristalización de las rocas de las capas superiores de la corteza oceánica debido a los fluidos hidrotermales calientes que circulan a través de ellas en las zonas de dorsal y al calor generado por la ascensión de gran cantidad de magma en estas áreas. La temperatura de estas zonas es elevada, y la circulación del agua facilita la transmisión convectiva del calor y el desarrollo de los minerales hidratados característicos. Contrastan lo limitado del área donde se produce este proceso y las grandes extensiones en las que se reconoce. Las rocas que se forman pueden presentar facies de bajas P/T (ceolitas), intermedias P/T (esquistos verdes) y altas P/T (anfibolitas).

Alteración Hidrotermal Pervasiva

Es una alteración donde las aguas hidrotermales provocan una remoción total de los iones metálicos mediante una hidrólisis fuerte. Habrá un cambio total de los minerales primarios a secundarios, generando texturas de reemplazo, no existiendo zonas preferenciales de alteración en el macizo rocoso. La zona de alteración de mayor pervasividad es la alteración argílica avanzada, pues hay una lixiviación total de sus iones metálicos a través de una hidrólisis fuerte.

Clasificación de Rocas Sedimentarias según su Selección

Las rocas de mala selección se forman cercanas al punto de origen, pues los sedimentos detríticos generados por los procesos de meteorización de la roca madre no han sufrido un gran transporte, es decir, no han sido sometidos a los procesos de abrasión, desgaste y de clasificación progresiva, que están en función del tiempo y la distancia recorrida. Serán depósitos heterogéneos, angulosos y de mayor tamaño. Mientras que, más alejado, los sedimentos que han sufrido un largo proceso de transporte habrán sido sometidos a la abrasión, al desgaste y a una clasificación progresiva. Las partículas serán redondeadas, habrán reducido sus tamaños y el depósito final será homogéneo tanto en composición, tamaño y forma.

Texturas en Rocas Metamórficas

Dependiendo del agente que produce el metamorfismo, la textura granoblástica se genera por metamorfismo en el cual predominan aumentos de temperatura y las presiones se mantienen constantes, por ejemplo, en el metamorfismo de contacto y en el metamorfismo de fondo oceánico.

Productos de la Meteorización Física

Son los detritos, que constituyen fragmentos de rocas o minerales de rocas preexistentes.

Factores que Inciden en la Meteorización Química

Son el clima, especialmente la cantidad de precipitaciones, y el tipo de roca, específicamente la composición mineralógica, porosidad y fracturamiento.

Afloramiento de Roca Granítica en Zona de Clima Húmedo Lluvioso

Se produce meteorización química y biológica. Producto de la meteorización química habrá hidrólisis de los feldespatos, oxidación de las biotitas, lo que llevará a la formación de minerales de alteración y a la incorporación de elementos químicos en disolución en las aguas circulantes. A partir de la meteorización biológica se generan detritos (minerales heredados) de cuarzo y feldespatos, y minerales de alteración.