ALTERACIÓN HIDROTERMAL EN EL SISTEMA GEOTÉRMICO DE PAIPAPor Claudia Alfaro Valero Bogotá, marzo de 2005 República de Colombia MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS SUBDIRECCIÓN DE RECURSOS DEL SUBSUELO ALTERACIÓN HIDROTERMAL EN EL SISTEMA GEOTÉRMICO DE PAIPA Por Claudia Alfaro Valero Con la participación de: Elizabeth Cortés Castillo (Análisis petrográficos y microfotografías) Natalia Pardo Villaveces (Colaboración en los análisis por microscopía electrónica-microsonda) Bogotá, Marzo de 2005 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS CONTENIDO Pag RESUMEN........................................................................................................................................................ 1 ABSTRACT ...................................................................................................................................................... 2 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................................ 3 1.1. ALTERACIÓN HIDROTERMAL ......................................................................................................... 3 1.2 ANTECEDENTES EN EL ÁREA DE PAIPA......................................................................................... 6 1.3 OBJETIVOS ............................................................................................................................................ 6 2. METODOLOGÍA ........................................................................................................................................ 7 2.1 MUESTREO Y ANÁLISIS..................................................................................................................... 7 2.2 EQUIPOS ................................................................................................................................................ 7 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................................................... 8 3.1 PETROGRAFÍA...................................................................................................................................... 8 3.2 MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA-MICROSONDA ELECTRÓNICA ............................................... 13 3.3 MANIFESTACIONES Y DEPÓSITOS DE CAOLINITA.................................................................... 15 3.4 RESUMEN DE LA ALTERACIÓN HIDROTERMAL EN PAIPA ...................................................... 16 4 CONCLUSIONES ....................................................................................................................................... 18 5 RECOMENDACIONES ............................................................................................................................. 19 6 AGRADECIMIENTOS .............................................................................................................................. 20 7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................................................... 21 ANEXO 1 ........................................................................................................................................................ 22 TABLAS DE RESULTADOS DE PETROGRAFÍA................................................................................... 22 ANEXO 2 ........................................................................................................................................................ 28 RESULTADOS DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA – MICROSONDA ELÉCTRONICA (EDAX)28 TABLAS, IMÁGENES Y ESPECTROS...................................................................................................... 28 ANEXO 3 ........................................................................................................................................................ 50 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE MINERALES DE REFERENCIA........................................................ 50 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS LISTA DE FIGURAS Pag 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Estabilidad térmica de minerales hidrotermales bajo condiciones de pH ácido y neutro. Localización de muestras para la evaluación de alteración hidrotermal sobre mapa vulcanológico (pardo, 2004) y geología estructural (velandia, 2003) Petrografía de alteracion en muestra bol18 Petrografía de alteración en muestral bol19 Petrografía de líticos en muestra bol20 Petrografía de líticos accidetnales esquistosos del volcán de paipa Sericitización y feldespatización en líticos accidentales Alteración por deposición en líticos accidentales; muestra 138B_1B Alteración por deposición en líticos accidentales; muestra 138B_1c Líticos en muestras de depósitos piroclásticos: muestra ppg114 Imágenes de microscopía electrónica de barrido, para minerales en relleno de vena. muestra 138b Evidencias de meteorización de los minerales en vena Minerales de alteración hidrotermal y temperaturas correspondientes, en el sistema geotérmico de paipa Modelo de zonación de alteración controlada por fracturas. 5 9 10 10 10 11 12 12 12 13 14 15 16 17 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS RESUMEN Este informe presenta los resultados de la evaluación de los minerales de alteración hidrotermal del área geotérmica de Paipa, basada principalmente en la caracterización de líticos accidentales, recolectados en el Sector de Olitas, área identificada como el foco principal de resurgencia de la actividad intracaldérica del Volcán de Paipa. A partir de estas muestras y combinando la petrografía óptica con la microscopía electrónica y el análisis con microsonda EDAX, fue posible definir asociaciones de minerales hidrotermales de alta temperatura (biotita, epidota, ilita, albita) y de alta permeabilidad (adularia), principalmente rellenando venas. La zona de alteración de alta temperatura originada en la zona de fractura, se localiza en un estrato de esquistos, posiblemente de la unidad metamórfica Esquistos y Filitas de Busbanzá, la cual aflora al norte de Paipa. La zona de alteración argílica, producto de antiguos procesos de ebullición y descarga de vapor a la superficie, es señalada actualmente, por los depósitos y manifestaciones de caolinita cartografíados por Garzón (2003), los cuales están distribuidos en la zona permeable circular dejada por el colapso que formó la caldera volcánica. La realización de este trabajo está enmarcada en el producto institucional “Modelo conceptual preliminar del sistema geotérmico de Paipa”. Se trata de una primera aproximación al estudio de la alteración hidrotermal; no incluye la cartografía de alteración superficial, ni un muestreo sistemático de los líticos. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 1 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS ABSTRACT This report presents the results of the evaluation of hidrotermal alteration minerals from the geothermal system of Paipa, based mainly in the characterization of accidental lithics, collected at Olitas zone, which was the area identified as the main resurgence focus of the intracaldera activity. From these samples and combining optical petrography with SEMEDAX, it was possible to define mineral associations of high temperature (biotite, epidote, illite, albite), and of high permeability (adularia), mainly filling veins. The zone of alteration of high temperature originated in a fracture zone, is located in a stratum of schists possibly from the methamorphic formation of Esquistos and Filitas de Busbanzá, which outcrops to the north from Paipa. The argillic zone alteration, product of ancient boiling processes and steam discharge to the surface, is indicated at present, for the deposits and manifestations of kaolinite, localted by Garzón (2003), which are distributed in the permeable circular zone left by the collapse that formed the volcanic caldera. This work is framed in the institucional product “Preliminary conceptual model of the geothermal system of Paipa”. This is the first approach to the study of the hydrothermal alteration; it does not include the surface alteration mapping nor a systematic sampling of lithics. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 2 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 1. INTRODUCCIÓN 1.1. ALTERACIÓN HIDROTERMAL La alteración hidrotermal es el resultado de las reacciones producidas por la interacción del agua caliente, vapor o gas, con las rocas del subsuelo, en la que se producen minerales nuevos o secundarios, los cuales tienen diferencias químicas, texturales y mineralógicas, con respecto a los minerales originales de las rocas. Los minerales secundarios se producen por varios tipos de reacciones: precipitación directa a partir de fluido sobresaturado, principalmene en venas, cavidades, poros y fisuras, reemplazo de los minerales de acuerdo con su estabilidad al cambio en las condiciones de temperatura, pH y permeabilidad y lixiviación que es producida principalmente en las márgenes de los sistemas geotérmicos por disolución ácida de los minerales primarios (Browne, 1997). Los principales tipos de alteración asociados a sistemas hidrotermales son los siguientes1: Alteración potásica: caracterizada por la presencia de feldespato potásico secundario y/o biotita secundaria (anhidrita también puede estar presente). En términos fisicoquímicos esta alteración se desarrolla en presencia de soluciones casi neutras y a altas temperaturas (400º-600ºC). Las reacciones de formación de feldespato potásico y biotita son las siguientes: Formación de feldespato potásico secundario: plagioclasa + K+ -> feldespato potásico + (Na+, Ca2+) Formación de biotita secundaria: hornblenda + (H+, Mg2+, K+) -> biotita + (Na+, Ca2+) Propilítica: caracterizada por la presencia de clorita, epidota y/o calcita, y plagioclasa albitizada. Generada por soluciones casi neutras en un rango variable de temperaturas. Las formaciones de clorita, epidota y albita están representadas por las reacciones siguientes: Cloritización de la biotita: biotita + H+ -> clorita + cuarzo + K+ Epidotización y albitización de la plagioclasa: plagioclasa + cuarzo + H2O + Na+ -> epidota + albita + H+ 1 Disponible en http://www.ucm.es/info/crismine/Pagina%20web/Alteraciones.htm. Enero de 2005 3 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Alteración fílica, tambien denominada cuarzo-sericítica o simplemente sericítica: caracterizada por el desarrollo de de sercita y cuarzo secundario. Es el resultado de una hidrólisis moderada a fuerte de los feldespatos, en un rango de temperatura de 300º-400ºC. La reacción de formación de sericita es la siguiente: Sericitización del feldespato potásico: 3 KAlSi3O8 + 2H+ -> KAl3Si3O10(OH)2 + 6 SiO2 + 2 K+ Alteración argílica, también denominada argílica intermedia: caracterizada por la presencia de caolinita y/o montmorillonita. La formación de caolina a partir de la sericita es como sigue: Caolinización de la sericita: 4 KAl3Si3O10(OH)2 + 6 H2O + 4 H+ -> 3 Al4Si4O10(OH)8 + 4 K+ Argílica avanzada: caracterizada por la destrucción total de feldespatos en condiciones de una hidrólisis muy fuerte, dando lugar a la formación de caolinita y/o alunita. La aluna se forma a partir de la caolinita por la reacción siguiente: Alunitización de la caolinita: 3 Al4Si4O10(OH)8 + 2K+ + 6H+ + (SO4)2- -> 2 KAl3(SO4)2(OH)6 + 6 SiO2 + 3 H2O Silicificación: caracterizada por la destrucción total de la mineralogía original. La roca queda convertida en una masa silícea. Representa el mayor grado de hidrólisis posible. La alteración hidrotermal superficial ha sido usada para localizar y determinar la extensión de campos geotérmicos (Sumi, 1968, en Browne, 1997). Por otra parte, la composición de los minerales de alteración hidrotermal es función de varios factores como temperatura, ocurrencia del proceso de ebullición, tipo de roca y composición de los fluidos geotérmicos, principalmente, lo cual hace de su estudio una herramienta muy importante para la exploración geotérmica (Browne, 1997). La Figura. 1 presenta los rangos de temperatura y en condiciones de pH neutro y ácido, en que ocurren los minerales de alteración más comunes. Los más indicativos en condiciones de pH ácido son: Caolín, temperaturas inferiores a 120°C y pirofilita, temperaturas por encima de 250°C. En pH neutro, la montmorillonita es estable hasta 140°C, mientras que la ilita por encima de 220°C. Intercalaciones entre montmorillonita e ilita, permiten estimar temperaturas intermedias en el rango 140 – 220°C. El mineral quizás más confiable y consistente como guía de temperatura en condiciones de pH neutro es la epidota, que aparece a partir de 250°C. Este mineral ha sido encontrado en diversos sistemas geotérmicos sin importar la litología de las rocas (Browne, 1997). Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 4 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS pH MINERAL Alunita Jarosita Haloisita Caolinita ACIDO Diquita Pirofilita Diáspore Zunyita / Topáz Ilmenita Rutilo Cristobalita Cuarzo Pirita Marcasita Esmectita* (Montmorillonita) Ilita/Esmectita Clorita/Esmectita Ilita (Hidromoscovita) Clorita* Epidota Biotita Adularia ALCALINO Calcita Mordenita Laumontita Wairakita * Grupo de minerales ** Fórmula general KAl3(OH)6(SO4)2 KFe3(OH)6(SO4)2 FÓRMULA TEMPERATURA °C 100 200 300 Al4(OH)8Si4O10.4H2O Al4(OH)8Si4O10 Al4(OH)8Si4O10 Al2(OH)2Si4O10 α-AlO.OH Al13Si5O20(OH,F)18Cl / Al2SiO4(F,OH)2 FeTiO3 ó FeO.TiO2 TiO2 SiO2 α-SiO2 FeS2 FeS2 (½Ca,Na)(Al,Mg,Fe)4(Si,Al)8O20(OH)4 nH2O . NEUTRO (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] (Fe, Mg, Al)6(Si, Al)4O10(OH)8. ** III Ca2(Fe ,Al)Al2[O(OH)(SiO4)(Si2O7)] K(Mg,Fe)3(OH,F)2(Al,Fe)Si3O10 KAlSi3O8 CaCO3 (Na,Ca,K)4Al8Si40O96.28H2O CaAl2Si4O12.4H2O Ca(AlSi2O6)2.2H2O Figura 1. Estabilidad térmica de minerales hidrotermales bajo condiciones de pH ácido y neutro. Modificado de Reyes, 1990; Hedenquist et al., 1996 en Hendenquist, 2000 El proceso de ebullición produce la precipitación de algunos minerales como calcita (Ca2+ + 2 HCO3- = CaCO3 (sólido) + CO2 (gas) + H2O), adularia (dado que el líquido se vuelve más alcalino), cuarzo (por disminución de la temperatura y saturación con sílice) y hematita (promovida por la oxidación). La influencia del tipo de roca del reservorio sobre la alteración hidrotermal, se debe principalmente a su control de la permeabilidad mediante la textura, ya que la eficiencia de la interacción fluido-roca depende de la permeabilidad. La mineralogía de la roca inicial parece no tener influencia en el tipo de alteración a altas temperaturas: entre 250 y 280°C, se ha observado una asociación mineral común, conformada por cuarzo, albita, feldespato potásico, clorita, epidota, ilita, calcita y pirita, tanto en basaltos de Islandia, como en areniscas del Valle Imperial, riolitas de Nueva Zelanda y andesintas de Indonesia (Browne,78 en Henley & Ellis, 1983). En zonas de baja temperatura en cambio, se ha observado correlación entre el contenido de sílice en la roca y la formación zeolitas específicas: en campos riolíticos es común la mordenita mientras que zeolitas con menor contenido de sílice como la chabacita, predominan en campos basálticos y andesíticos. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 5 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS En cuanto a la composición del fluido geotérmico, se ha observado que la alta concentración de algunas especies químicas como sulfato, amonio, litio, fluoruro y boro, entre otros, favorecen la formación de minerales específicos ricos en estos elementos. En cuanto a los iones mayores se ha establecido que dado que la formación de minerales secundarios responde a reacciones en equilibrio, más que la concentración de las especies en solución, lo verdaderamente importante son las relaciones entre la actividad química de los iones mayores. Es decir que sistemas con salinidades diferentes pero con relaciones entre especies mayores semejantes producirán minerales de alteración semejantes si las condiciones de temperatura son las mismas. 1.2 ANTECEDENTES EN EL ÁREA DE PAIPA En el área de Paipa no se han hecho estudios de alteración hidrotermal propiamente dichos. Hernández y Osorio (1990), reportaron la presencia de geiserita. Ésta es una de las formas de sílica sinter depositada, alrededor de géiseres o chorros de salida a presión de agua geotérmica, por sobresaturación del agua al producirse su enfriamiento en la superficie. La geiserita forma de nódulos de sílice amorfa y queda como evidencia de la existencia de dicha actividad. Durante el trabajo de campo de este proyecto, no fue posible la ubicación de esta manifestación geotérmica. Garzón (2003), reportó depósitos minerales localizados en el área del volcán de Paipa, los cuales incluyen puzolanas, pumitas, carbón y óxidos de hierro, caolín y bentonitas. Como se verá más adelante, las manifestaciones y depósitos de caolín fueron considerados en el presente trabajo como posibles zonas de alteración superficial generadas por el sistema geotérmico. El estudio vulcanológico de Cepeda y Pardo (2004), que forma parte del proyecto al cual pertenece este trabajo, presentó una caracterización por microscopía electrónica y análisis por microsonda electrónica EDAX, de depósitos de tefras de la Primera Época Eruptiva, definida para el volcán de Paipa. Por este método se identificaron algunos minerales secundarios en cada una de las cuatro (4) unidades de erupción: Unidad I.1: sericita rellenando vesículas y feldespato potásico reemplazando cavidades euhedrales; Unidad I.2: sericita (meteorización del vidrio), ópalo, sílice amorfa, feldespato potásico por relleno de cavidades/vesículas y reemplazo total de anortoclasa, mica potásica (probablemente ilita) y óxido férrico; Unidad I.3: incipiente sericitización del vidrio; Unidad I.4: sílica amorfa, tridimita, y adularia rellenando vesículas, calcedonia en filamentos relleno de cuarzo en microvenillas sobre cristales de feldespatos. 1.3 OBJETIVOS Contribuir a la evaluación de condiciones fisicoquímicas del sistema geotérmico asociado al volcán de Paipa, a partir de la identificación de minerales de alteración y su asociación. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 6 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 2. METODOLOGÍA 2.1 MUESTREO Y ANÁLISIS. Se recolectaron muestras de líticos accidentales para su análisis petrográfico, con el fin de caracterizar la alteración hidrotermal y de evaluar el estrato del subsuelo del cual provienen. Las venillas hidrotermales de una de las muestras (138B), fueron observadas al microscopio electrónico y sus minerales, identificados por morfología y composición química determinada por microsonda electrónica. Finalmente, sobre secciones delgadas de muestras de depósitos piroclásticos, se realizó un análisis petrográfico de composición mineralógica para complementar los resultados de alteración hidrotermal, obtenidos por microscopía electrónica-microsonda reportada por Cepeda y Pardo (2004). 2.2 EQUIPOS Microscopio petrográfico Microscopio electrónico de barrido XL 30 ESEM, con detectores de cátodoluminiscencia, energía retro-dispersada ambiental, rayos X por energía dispersiva y de electrones secundarios. Microsonda electrónica EDAX modelo DX 4, con una ventana detectora Super ultradelgada (SUTW) - Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 7 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN La Figura. 2 presenta la localización de las muestras: líticos en matriz de ceniza mal seleccionados (grupo BOL) y líticos accidentales metamórficos (grupo 138), localizados en el área de domos del sector de Olitas, muestras de depósitos volcánicos de las Unidades de erupción I.3 (005) e I.4 (112, 113 y 114), ubicadas en afloramientos muy cercanos entre sí, en el área conocida como El Guarruz y, manifestaciones y depósitos de caolín (Garzón, 2003), distribuidos alrededor del edificio volcánico inferido por Cepeda y Pardo (2004). 3.1 PETROGRAFÍA La tabla 1 (anexo 1), resumen los resultados de la caracterización petrográfica de los líticos accidentales. Muestras del Grupo BOL A nivel petrográfico, la muestra más significativa para conocer las posibles condiciones de temperatura del sistema geotérmico, es la BOL18. En esta muestra están presentes líticos no alterados sedimentarios (arenitas) y riolíticos. En la matriz de plagioclasa se registra la principal alteración hidrotermal, con la formación de epidota (Figura 3 a) reemplazando fenocristales y la precipitación de clorita y albita en venillas (Figuras 3b y 3c, respectivamente). Adicionalmente, el feldespato potásico de la matríz riolítica, está parcialmente caolinitizado, poniendo en evidencia un proceso de meteorización de la muestra en superficie. La asociación de epidota, clorita, albita, es indicadora de interacción de la roca con un fluido de alta temperatura (superior a 250°C) y pH neutro, característica de zona definida como propilítica, en la cual pueden además estar presentes, cuarzo, adularia, calcita, laumontita y sericita. (Izawa, 2000). Las otras muestras del grupo BOL, registran una alteración menor. En la BOL19, los fenocristales de plagioclasa presentan un núcleo alterado (Figura 4a) formando un mineral no identificado. Los cristales de hornblenda registran una alteración casi total a clorita (Figura 4b). La muestra BOL20 presenta cristales de plagioclasa cloritizada y sericitizada. Su rasgo más importante es la presencia de líticos de diferentes estratos: esquistos, filitas, cuaracitas (Figura 5a), metarenitas, areniscas (Figura 5b), riolitas (Figura 5c) y de limonita (Figura 5d). Muestras del Grupo 138 Las muestras del grupo 138, son líticos de esquistos micáceos ricos en moscovita, cuarzo y biotita. Es muy probable que estos estratos correspondan a los de la Unidad Esquistos y Filitas de Busbanzá, que aflora al norte de Paipa (Jiménez, 2000). La figura 6 permite comparar la apariencia de los líticos de esquistos, frente a muestras de dicha Unidad. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 8 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Depósito 113 114 112 005 BOL 138 Figura 2. Localización de muestras para la evaluación de la alteración hidrotermal sobre mapa vulcanológico (Pardo, 2004) y geología estructural (Velandia, 2003). Cubos grises: líticos accidentales en el área del foco principal de domos y depósitos piroclásticos (sector de El Guarruz), de las unidades I.3 y I.4 de la primera época eruptiva del volcán de Paipa, definida por Cepeda y Pardo (2004). Círculos en negro: área inferida para el edificio volcánico y foco de domos. Martillos cruzados en rojo: manifestaciones o depósitos de caolín. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 9 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Sc Pl E Cl Pl Q Q Cl Ab a b c d Figura 3. Petrografía de alteración en muestra BOL18. a. Epidota (E) sobre plagioclasa (Pl); alrededor de la epidota, sericita (Sc). b. Clorita (Cl), en venilla, cuarzo (Q). c. Clorita radial sobre matriz feldespática. d. Albita (Ab) en venilla. Nicoles cruzados Pl A-Cl B Mz a b Figura 4. Petrografía de alteración en muestra BOL19. a. Plagioclasa con núcleo oscuro, rodeado por corona de cristal fresco. b. Anortita (hornblenda) totalmente cloritizada. Nicoles cruzados. Q L L Mz Mz Q Mz Q L Lm Pl Pl a b c d Figura 5.Petrografía de líticos en muestra BOL20. a. Lítico de Cuarcita (L); matriz (Mz). b. Lítico de arenisca arcillosa. c. Lítico de riolita (L). d. Lítico de limonita (Lm). Nicoles cruzados: a.b.c. Nicoles paralelos:d. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 10 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS a Vena de cuarzo b c Esquistos d e e Muestras representativas de la Unidad Esquistos y Filitas de Busbanzá (Jiménez, 2000) f g Figura 6. Petrografía de líticos accidentales esquistosos del volcán de Paipa. a. Muestra 138A. Esquisto micáceo; aumento 4X b. Muestra 138E. Textura cataclástica en esquisto micáceo; aumento 6.3X. c. Muestra 138B_a. Textura esquistosa de grano fino. Minerales amarillos y rojos: moscovita y biotita, entremezclados con cuarzo y feldespato; Aumento 1X. d. Muestra 138B_b. Contacto del esquisto con vena rellena de cuarzo; aumento 1x. e. Muestra 138B_c. Esquisto micáceo, aumento 1x. f. Esquistos moteados del Miembro Esquistos de Otengá (placa IGM 38439 ). g. Cornubianas con cordierita y andalucita del Miembro Filitas de Ometá (Placa IGM 38454 ). Fotografías con nicoles cruzados. Los minerales secundarios presentes en este grupo son sericita (138B, 138B_1a, 138B_1c, 138D y 138E), albita (138B) y feldespato potásico. Es posible que la sericitización, ilustrada en la figura 7, realmente corresponda a capas intercaladas de arcillas, no diferenciables por microscopio petrográfico. La presencia de feldespatos secundarios en las muestras 138Ba y 138Bb, y particularmente de albita en vena (figura 8), indica una temperatura mínima de 170°C . La muestra 138B_1c, presenta además venillas rellenas con limonita (figura 9). Este es un mineral residual de meteorización e indicador de condiciones oxidantes, muy común en la zona de Paipa. La coexistencia de sericita y limonita en vena, sugiere que el lítico esquistoso sufrió dos procesos de alteración, antes de ser expulsado a la superficie; uno Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 11 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS profundo de mayor temperatura (sericitización) y otro cerca de la superficie, de menor temperatura y abundancia de oxígeno (limonita en venas). a b Figura 7. Sericitizacion y feldespatización en líticos accidentales; muestras del grupo 138. a. Muestra 138B; aumento 6.3X. b. Muestra 138D; aumento 6.3 X. Nicoles cruzados CUARZO ON LIM ITA AL B ITA Figura 8. Alteración por deposición en líticos accidentales; muestra 138B_1b. Cruce de dos venas cortando la roca esquistosa, una rellena con cuarzo y la otra con albita; aumento 1X. Nicoles cruzados. Figura 9. Alteración por deposición en líticos accidentales; muestra 138B_1c. Venillas rellenas de limonita, las cuales cortan al esquisto tanto la dirección de estratificación como la dirección de foliación; aumento 1x. Nicoles cruzados. Muestras de depósitos piroclásticos. La caracterización petrográfica de depósitos piroclásticos es presentada en la tabla 2 (anexo 1). En general estas muestras no registran una alteración hidrotermal significativa. Ésta, se reduce a sericitización parcial de la matríz vítrea de la muestra 112, y presencia de arcilla, Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 12 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS posiblemente caolinita, por meteorización de líticos sedimentarios de la muestra 113. Sin embargo, de acuerdo con los resultados de microscopía electrónica-microsonda electrónica (Cepeda y Pardo, 2004), los minerales secundarios identificados en líticos accesorios (básicamente pómez) de la muestra 112, incluyen ópalo, tridimita, calcedonia, adularia y cuarzo y en la 113, calcedonia, ópalo y cuarzo. Estos son minerales de temperatura baja a moderada: ópalo, señala una temperatura máxima de 110°C, tridimita, entre 100 y 200°C y adularia, por encima de 180°C); estas temperaturas corresponden a los fragmentos de pómez en cuyas cavidades y poros se depositaron estos minerales, seguramente a profundidades menores que la del reservorio geotérmico, a lo largo de la chimenea del volcán. Este resultado muestra la ventaja de la técnica de microscopía electrónica como complementaria a la petrografía, ya que hace posible la identificación de minerales a una escala mucho menor. Como se indica en la tabla 2 (anexo 1), las muestras de depósitos piroclásticos de las unidades eruptivas incluidas (I.3 e I.4), contienen líticos ígneos, sedimentarios y metamórficos. En estas muestras, los líticos de mayor profundidad, provenientes de la corteza, se originan en el basamento metamórfico y corresponden principalmente cuarcitas (Figura 10 a). La muestra 114 presenta además líticos de filitas (Figura 10b) cuyo tamaño es el menor de todos los observados (<0.0625 mm). Si se considera que el aumento en el fraccionamiento de los líticos (disminución de su tamaño), se incrementa con la violencia explosiva originada en el contacto agua – magma, es probable que el estrato de filitas sea el de mayor acumulación de agua, en zonas de fractura aledañas a los principales conductos de ascenso del magma (fallas normales profundas de Paipa-Iza y Cerro Plateado, identificadas por Velandia, 2003). La confirmación de esta observación deberá hacerse en un estudio estadístico de líticos en todas las unidades de erupción de las dos épocas eruptivas. Figura 10. Líticos en muestras de depósitos piroclásticos: muestra PPG114. a. Lítico de cuarcitas, subredondeados a redondeados, constituidos por cuarzo elongado, en ocasiones en granos esféricos. b. Lítico de filitas, conformado por micas y cuarzo en menor proporción; cristales alargados, subangulares, de grano muy fino (< de 0.0625 mm) a b 3.2 MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA-MICROSONDA ELECTRÓNICA Las rocas metamórficas contienen minerales comunes a los generados por alteración hidrotermal, lo cual dificulta su diferenciación. Por esta razón se caracterizaron los minerales secundarios en venillas por microscopía electrónica – microsonda. Para esto se seleccionó la muestra PPG138B, que como se ha dicho, es un lítico metamórfico accidental. Los resultados son presentados en la tabla 1 del anexo 2. La identificación de Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 13 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS los minerales se basó en rasgos morfológicos (Welton, 1984) y en la comparación de la composición con los rangos reportados en la literatura (Deer, et al.,1962), resumidos en el anexo 3. Los resultados de microscopía electrónica – microsonda electrónica, permitieron ampliar el espectro de los minerales identificados por petrografía. Estos incluyen: biotita, moscovita, albita, cuarzo, adularia , ilita, esmectita y clorita. La Figura 11 presenta una selección de las microfotografías de estos minerales. Una muestra ampliada de fotografías y espectros, es presentada en el anexo 2. Las arcillas esmectita, ilita y caolinita, principalmente, se asumen como el mineral más probable teniendo en cuenta su composición pero su identidad debe ser confirmada en análisis por difracción de rayos X. a b Bt c d Q Mv Ab f Ab e Ad Ad Il g h Es Cl Figura 11. Imágenes de microscopía electrónica de barrido, para minerales en relleno de vena. Muestra 138B. a. Biotita (Bt). b. Moscovita (Mv)c. Albita (Ab). d. Cuarzo (Q). e. Adularia (Ad). f. Ilita (Il). g. Esmectita (Es). h. Clorita (Cl). Ver muestra ampliada de imágenes y espectros, en anexo 2. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 14 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS La mayor contribución de estos resultados, al estudio de alteración hidrotermal de Paipa, es la identificación de la asociación de biotita y feldespato potásico (adularia), que permite inferir la zona de alteración potásica, generada por fluidos de pH neutro a más de 320°C. Como se observa en las fotografías y espectros, en la venilla se presenta albita y con mayor abundancia, adularia. Como estableció Browne (1970), estos feldespatos se han reconocido como sensibles a temperatura y permeabilidad. La albita se forma por reemplazo de andesina, por encima de 230°C y generalmente no ocurre en venas. La formación de adularia depende de la introducción de potasio desde rocas más superficiales y aparece en las fracturas, precipitada directamente de la solución. Al parecer en el caso de Paipa, los dos minerales precipitaron directamente del fluido geotérmico. La adularia marca la buena permeabilidad en el nivel de esquistos de donde provienen los líticos, producida por fracturamiento de las masas de roca localizadas alrededor de las fallas normales que han facilitado el ascenso del magma y la infiltración de agua. Es probable que en este estrato y por debajo de él, se localice el reservorio de zona de fractura de mayor temperatura. Además de la presencia de limonita, indicativa de procesos de meteorización sobre la muestra 138B, según se estableció en la petrografía, existen otras evidencias de éste proceso derivadas de la caracterización por microscopía electrónica- microsonda. Estos son la presencia de caolinita (Figura 12a) y de óxidos residuales de aluminio (Figura 12b) y de hierro (Figura 12c). Al Fe a b c Cl Figura 12. Evidencias de meteorización de los minerales en vena. a. Caolinita (típica morfología de libro), b. Óxidos residuales de aluminio en esferas (Al), hasta 92% como Al2O3 . c. Agregados ricos en hierro (Fe); limonita?, hasta 90% como Fe2O3. Clorita (Cl). 3.3 MANIFESTACIONES Y DEPÓSITOS DE CAOLINITA En la figura 1, se indica la distribución de las manifestaciones y depósitos de caolinita, cartografiadas por Garzón (2003). Considerando la abundancia de feldespatos en toda el área en donde se infiere el edificio volcánico, se esperaría que el proceso de meteorización ocurriera indiscriminadamente en toda la zona. Sin embargo, la ocurrencia de estas manifestaciones en pequeñas áreas específicas localizadas alrededor del edificio volcánico inferido por Cepeda & Pardo (2004), señala la posibilidad de que su origen esté relacionado con antiguas descargas de vapor del sistema geotérmico, a través de zonas permeables circulares dejadas después de la formación de la caldera, las cuales pueden estar selladas en la actualidad. Dos de estas manifestaciones están localizadas al noroccidente de la caldera, posiblemente en la zona de influencia de una de las zonas distensivas generadas por la rotación por bloques tranversales, por debajo de las fallas Buenavista-Cerro Plateado, Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 15 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS propuestas por Velandia, 2003. La caolinita se habría formado por alteración superficial ácida producida por la reacción entre los feldespatos y vapor enriquecido en CO2 y H2S, separados por la ebullición del agua geotérmica en zonas de despresurización (permeabilidad). 3.4 RESUMEN DE LA ALTERACIÓN HIDROTERMAL EN PAIPA La Figura 13 presenta una sinopsis de los minerales de alteración identificados en el área geotérmica de Paipa pH neutro pH ácido 20 40 60 80 100 120 Temperatura (°C) 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Esmectita Adularia Ópalo Clorita Epidota Biotita Albita Ilita Caolinita Tridimita Figura 13. Minerales de alteración hidrotermal y temperaturas correspondientes en el sistema geotérmico de Paipa. Los minerales fueron identificados por petrografía y por microscopía electrónica-microsonda electrónica. Además de la alteración de alta temperatura (y profundidad), la presencia de caolinita, así como de residuos de óxidos de hierro y aluminio, permitieron establecer el avance de procesos de meteorización en superficie. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 16 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS La alteración hidrotermal relacionada con el posible reservorio de zona de fractura, probablemente el más profundo de este sistema geotérmico, incluye clorita, cuarzo ilita, moscovita, albita, adularia, epidota y biotita. La asociación de biotita, feldespato potásico (adularia) y la coexistencia de clorita, epidota y moscovita, permiten clasificar la alteración hidrotermal que se registra en el sistema de Paipa, como potásica, caracterizada por una temperatura del orden de 320°C, a pH neutro. Por otra parte si se considera que el sistema geotérmico de Paipa, está asociado a una caldera volcánica y en profundidad el reservorio es de zona fracturada, es posible que la alteración hidrotermal se ajuste a una distribución como la planteada en el modelo de Izawa, 1986 (en Izawa 2000), ilustrado en la figura 14. De las zonas de alteración planteadas por este modelo se puede decir que en Paipa se reconocieron dos de ellas: argílica, inferida de los depósitos de caolinita en superficie y propílica caracterizada en líticos accidentales. Precipitación Zona argílica Rocas no alteradas Zona silicificada Zona esmecita-zeolita Zona propilítica somera Zona de Sericita-clorita Zona propilítica profunda Principales de direcciones de flujo del área geotérmica Fuente de calor Figura 14. Modelo de zonación de alteración controlada por fracturas. Tomado de Izawa, 2000. La zona argílica, caracterizada por caolinita y esmectita, se subdivide en intermedia (más superficial, de pH moderado y baja temperatura) y avanzada (más profunda, de pH muy ácido y de mayor temperatura). La zona propilítica, se caracteriza por clorita, cuarzo, albita, adularia y algunas veces, laumontita, epidota y sericita. La zona silicificada, es formada por residuos de sílice dejados por lixiviación intensa. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 17 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 4 CONCLUSIONES Las asociaciones de minerales encontradas en muestras de líticos accesorios, sacados a la superficie durante la actividad eruptiva del volcán, indican que el sistema geotérmico de Paipa es de alta temperatura. Es probable que las condiciones de alta temperatura persistan en la actualidad. Se plantea un reservorio profundo de zona falla, es decir de permeabilidad secundaria, hospedado en el basamento metamórfico, principalmente en la Unidad Esquistos y Filitas de Busbanzá. La distribución de las manifestaciones de alteración superficial (caolinita) es consistente con zonas de alta permeabilidad resultantes del colapso que generó la formación de la caldera volcánica. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 18 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 5 RECOMENDACIONES - Realizar la cartografía de alteración hidrotermal superficial, del área geotérmica de Paipa, incluyendo un muestreo sistemático de líticos accidentales para su estudio mineralógico. - Hacer un análisis granulométrico de los líticos de los depósitos volcánicos, en muestras de todas las unidades eruptivas, para evaluar el estrato profundo con mayor fragmentación, como indicador de la mayor acumulación de agua y posible ubicación del reservorio geotérmico más extenso, en profundidad. Caracterizar la alteración hidrotermal asociada a estos líticos. - Integrar a la caracterización de la alteración hidrotermal, la Difracción de Rayos X, fundamental en la diferenciación de las arcillas, cuya importancia es máxima como indicador de temperatura. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 19 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 6 AGRADECIMIENTOS A Nelson Bernal y Héctor Cepeda, por la recolección de las muestras grupo PPG138, a Joel Rivas por su colaboración en el Laboratorio de Microscopía Electrónica, a Natalia Pardo, por proporcionar las muestras del grupo BOL, a Rafael Duarte por sus aclaraciones sobre la morfología de algunos minerales y a Leopoldo Gonzáles, por gestionar la adquisición de los artículos de base. Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 20 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS 7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BROWNE, P. R. L., 1970. Hydrothermal alteration as an aid investigating geothermal fields. Geothermics. Special Issue. Vol.2, 564-570 pp BROWNE, P. R. L., 1997. Hydrothermal alteration. Handout. Geothermal Institute from The University of Auckland. 70 pp. CEPEDA, H. Y PARDO, N. 2004. Vulcanismo de Paipa. INGEOMINAS. Informe técnico. Bogotá. pp 1-104 DEER W., HOWIE R., ZUSSMAN J., 1962. Rock forming minerals, Edi. Longman. 5 Volumenes. London. GARZÓN, T. 2003. Gequímica y potencial minero asociado a cuerpos volcánicos en la región de Paipa, Departamento de Boyacá, Colombia. Tesis de Maestría. Universidad Nacional de Colombia. 83 pp. HEDENQUIST, J. 2000. Exploration for epithermal gold deposits. Society of Economic Geology. Vol. 13 p 245-277 HENLEY, R. W., AND ELLIS, A. J. 1983. Geothermal systems ancient and modern: a geochemical review. Earth Science Reviews, 19. pp 1-50. HERNÁNDEZ, G. Y OSORIO, O. 1990. Geología, análisis petrográfico y químico de las rocas volcánicas del Suroccidente de Paipa (Boyacá – Colombia). 100 pp IZAWA, E., 2000. Geothermal Geology. Lecture handout. The first international group training course on geothermal energy and environmental sciences. Kyushy University. 26 pp. JIMENEZ, D., 2000. Fascículo esquistos y filitas de Busbanzá. En el Catálogo de las unidades metamórficas de Colombia. INGEOMINAS. Bogotá. 17 pp. VELANDIA, F. 2003. Cartografía geológica y estructural Sector Sur del Municipio de Paipa. Informe Técnico. INGEOMINAS. 31 pp. Welton, J. E. 1984. SEM Petrology Atlas. The American Association of Petroleum Geologist. Oklahoma. USA. 237 pp Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 21 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS ANEXO 1 TABLAS DE RESULTADOS DE PETROGRAFÍA Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 22 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla1. Análisis petrográfico de muestras de líticos accidentales del área geotérmica de Paipa Muestra Descripción macroscópica Descripción microscópica Mineral Cuarzo PPG-138 A Lítico accesorio. Foco de Olitas.Esquisto gris plomo Textura equistosa foliada (N6) Biotita Moscovita Clorita Sericita Lítico accesorio. Foco de Olitas.Dos partes: No tiene textura definida. La Esquisto gris plomo (N6) y sección delgada corresponde a la zona alterada zona alterada color gris claro azuloso (5G8/1) Albita Limonita Opacos Circón Esfena Minerales Principales Moscovita Biotita Textura esquistosa de grano fino. Minerales de color Amarillo y rojo corresponden Roca color gris verdosa, a moscovita y biotitas las PPG-138B-a compacta, esquistosa, con cuales presentan lustre superficial Orientación y se entremezclan con cuarzo y feldespatos. Cuarzo Minerales por alteración Sericita Feldespato potasico Minerales Accesorios Esfena Rutilo Material arcilloso recubriendo la muestra Minerales Principales Moscovita Roca color gris verdosa, compacta, esquistosa, con lustre superficial, presenta venas blancas de máximo 2.5 mm de espesor, una vena se encuentra orientada en la Textura esquistosa de grano PPG-138B_b fino misma dirección de la estratificación y la foliación, mientras la otra mas delgada va cortando tanto la dirección de foliación como la de estratificación Biotita Cuarzo Minerales por alteración 30.0 18.0 24.0 Las venas que presenta la muestra evidencian diferentes eventos de cristalización con diferentes direciones y composición 0.5 9.0 Trazas Meteorización 5.0 5.50 41.0 3.5 36.0 Composición mineralógica % 5,0 43,5 38,5 13,0 69,0 28,5 1,0 Trazas 0,5 1,0 Descripción Granos escasos (hasta 0,125 mm) con deformación. Láminas subhedrales, pleocroismo café verdoso Láminas no pleocróicas de tamaños entre 0,1 y 0,4 mm. Asociada a biotita Láminas anhedrales verdes PPG-138 B Limonita Minerales por introduccion Plagioclasa (albita) Cuarzo Minerales Accesorios Esfena Minerales Principales Moscovita Biotita Cuarzo Minerales por alteración 35.0 10.0 21.0 3.0 13.0 11.5 Vena perpendicular a la foliciación Vena en dirección a la foliación Roca color gris verdosa, Sericita compacta, esquistosa, con Textura esquistosa de grano Minerales por introduccion pequeñas venillas de PPG-138B_c fino menos de 1 mm de espesor, rellenas de oxido Limonita de hierro (Limonita). Minerales Accesorios Esfena Opacos Grafito 20.0 1.0 En venillas rellenas de oxido de hierro, de menos de 1 mm de espesor cortando la dirección de foliación 5.0 3.0 5.0 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 23 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 1. Continuación. Análisis petrográfico de muestras de líticos accidentales del área geotérmica de Paipa. Muestra Descripción macroscópica Descripción microscópica Mineral Composición mineralógica % Descripción En bandas gruesas, cristales hasta de 0.2 mm, granos subredondeados, contacto enre granos crenulados con punto triple de unión PPG-138 C Cuarzo Líticico Accesorio. Foco de Olitas.Cuarcita foliada Albita con niveles oscuros (entre 0,1 y 0,7 mm de espesor. Dos tipos de texturas: foliada Limonita Biotita forma ángulos de y mortero con Opacos 30 a 40° de inclinación microplegamiento con respecto al Circón bandeamiento. Niveles de cuarzo amarillo naranja Biotita (10 YR 8/6), de 0,3 a 2,5 Moscovita cm de espesor Lítico accesorio. Foco de Olitas. Metaarenita brechada, color gris claro (N6). Partículas angulares a subredondeadas con predominio de las primeras, color blanco grisáceo (N8). Cuarzo de grano fino (0,125 mm), plagioclase sericitizada y moscovita Cuarzo Plagioclasa (Albita) Textura clástica, grano subangular a subredondeado, Materia carbonosa tamaño arena media (0,25 Circón mm. Granos flotando en una matriz sericitizada y feldespatizada Sericita 71,5 9,0 4,0 1,0 1,0 12,5 1,0 24,5 6,0 3,5 1,5 Cristales de pirita muy pequeños y diseminados Láminas subhedrales, pleocróicas café verdoso Láminas no pleocróicas asociadas a la biotita Monocristalizado de tamanos hasta de 0,04 mm Albita entremezclada con cuarzo PPG-138 D 64,5 Producto de alteración hidrotermal Cuarzo 21,0 Plagioclasa (Albita) Lítico accesorio. Foco de Olitas.Esquisto brechado gris plomo (N4), microplegado Textura esquistosa Biotita microplegada con brechamiento por cataclasis, Moscovita con microfracturas rellenas Sericita de óxido de hierro Opacos (Pirita) Circón Óxido de hierro (limonita) Clorita Fragmentos de Minerales Fenocristales de Mesopertita (oligoclasa - ortoclasa) 12,5 8,5 12,5 23,5 2,0 Trazas 1,0 19,0 Microcristalino, tamaños hasta 0,04 mm. Concentraciones locales dejadas por plegamiento Albita entremezclada con cuarzo. Albitización por alteración hidrotermal Laminillas pleocróicas verdes, anhedrales a subhedrales, de hasta 0,03 mm PPG-138 E Producto de alteración hidrotermal Laminillas verdes claras. De alteración de biotitas Trazas Cristales euhedrales a subhedrales, maclados, parcial a totalmente sericitizados algunos con epidotización en el centro del cristal. Plagioclasa (oligoclasa) Matriz Plagioclasa (Pertítica) Piroxenos (anfibolitizados) 9,0 5,5 Líticos Sedimentarios BOL-18 Zona del cráter de Olitas. Líticos mal seleccionados en una matriz de ceniza. Fragmentos de flujo por colapso de domo. Muestra fracturada y feldespatizada. Cristales de Líticos de Riolitas feldespato potásico rellenando estas fracturas. Feldespato Potásico Textura Porfirítica, (Microclina – ortoclasa) holocristalina, hipidiomorfica, pertitica. Cuarzo Opacos Circón Cristales subhedrales, totalmente alterados Trazas (anfibolitizados). Fragmentos, redondeados, de arenitas de grano fino, con sobrecrecimiento de los granos de cuarzo. Abundancia de minerales opacos muy 9,0 finos alrededor de los granos de cuarzo, Fragmento anhedral constituido por una matriz microcristalina feldespática, cristales esqueléticos de piroxeno anfibolitizado, feldespato potasico (ortoclasa) y clorita en cristales aciulares dentro de la matriz del fragmento lítico. Vena rellena de clorita 3,0 dividiendo el fragmento en dos. Cristales de anortoclasa, subhedral a anhedral, la mayoría parcialmente caolinizados. Cristales de cuarzo volcánico con bahías, superficies limpias, muy escaso, con bordes redondeados 27,0 4,0 2,5 0,5 Minerales por Alteración Hidrotermal Cristales esqueléticos, de altas birrefringencias, de color amarillo verdoso, se presentan siempre sobre los cristales de plagioclasa sericitizada Cristales menores de 0.1 mm, de habito radial, se presentan dentro de una matriz feldespática microcristalina y rellenando venillas que atraviesan la muestra. Estas venillas se encuentran partiendo algunos cristales. Epidota 5,0 Clorita Leucoxeno Plagioclasa (Albita) Poros 3,5 3,5 2,5 Trazas Rellenando venas Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 24 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 1. Continución. Análisis petrográfico de muestras de líticos accidentales del área geotérmica de Paipa. Muestra Descripción macroscópica Descripción microscópica Mineral Fragmentos de Minerales Feldespato (Ortoclasa) Microfenocristales Composición mineralógica % Descripción 22,0 Cristales zonados y multimaclados (Polisintéticos), la mayoría de los cristales presentan en su centro una zona oscura, similando una alteración y dando la apariencia de estar rodeada esta zona por una corona fresca de mineral Plagioclasa (Oligoclasa ) Fenocristales Circón Zona del cráter de Olitas. Líticos mal seleccionados en una matriz de ceniza. Fragmentos de flujo por colapso de domo. Riolita. Textura porfirítica, holocristalina e hipidiomorfica con predomonio de esta última. Biotita Roja 18,0 Trazas 6,0 BOL-19 Biotita Café Rojiza Biotita Alterada Opacos (Pirita) Leucoxeno Relictos de anfibol (Hornblenda) Otros 2,0 0,3 1,0 4,0 1,5 Se presentan cristales rojizos y café rojizos, algunos con habito radial y otros cristales son hipidiomorfos, plegados, tabulares con perfecta exfoliación. Escasos cristales anhedrales alterados (Cloritizados) totalmente Matriz (Ortoclasa -vidrio) Fragmentos de Minerales Cuarzo Plagioclasa cloritizada Feldespato potasico (Ortoclasa) Opacos (pirita) Moscovita (detritica) Plagioclasa sericitizada Clorita Pertita Fragmentos de roca 45,0 Densa, microcristalina de color gris oscuro, constituida predominantemente de microlitos de plagioclasa. 10,5 0,4 10,5 3,0 0,5 1,0 3,0 1,5 Fragmentos subredondeados, muy pequeños, constituidos por micas, orientadasen la misma dirección Fragmentos angulares a subredondeados, constituidos esencialmente por moscovita orientada y cristales de cuarzo muy pequeños Fragmentos subredondeados, arcillosos, con abundancia de partículas opacas posiblemente materia orgánica. Fragmentos líticos mayores de 1 mm de tamaño, subangulares, granos de cuarzo en contacto crenulado y elongados. No presenta ningún tipo de alteración. Fragmentos anbulares conabundante materia orgánica Grano subangular a subredondeado, levemente arcillosas algo recristalizada Fragmentos subredondeados, textura porfirtica, constituidos por matriz microcristalina feldespatica y fenocristales angulares de plagioclasa y feldespato potasico (anortoclasa), cristales euhedrales a anhedrales de cuarzo con inclusiones e microcristales de rutilo, escasos cristales de pirita. Lítico de Esquisto micáceo Zona del cráter de Olitas. Líticos mal seleccionados en una matriz de ceniza. Fragmentos de flujo por colapso de domo. Textura piroclastica, constituida por fragmentos de roca metamórfica, sedimentaria, ígneos volcánicos, cuarzo, cuarzo, plagioclasa, etc. 1,5 Lítico de Filitas 1,0 BOL-20 Lítico de metalimolita 0,5 Lítico de cuarcita Lítico de limolita Lítico de arenisca arcillosa 7,0 4,5 4,0 Lítico de Riolita Matriz Poros 18,5 31,5 1,1 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 25 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 2. Análisis petrográfico de muestras de depósitos piroclásticos del volcán de Paipa Descripción macroscópica Descripción microscópica Composición mineralógica Tamaño de Líticos Muestra Mineral % Descripción Fragmentos de Minerales Cuarzo Roca de depósito de la PEE: Unidad I.4. Mina de puzzolana Los Morros. Fragmento de pomez, color blanco, Textura textura piroclastica, de piroclastica vítrea apariencia sacarosa, amorfa, con muy porosa. Composicionalmente se escasos cristales de cuarzo y encuentra constituida líticos por pequeños metamorficos y fragmentos de vidrio areniscas. volcánico, de tamaños que no exceden de los 4 mm, cristales euedrales de plagioclasa de 1 mm de tamaño. Shards de vidrio Fragmentos de Roca Fragmento subredondeados, burbujas de vidrio deformadas por la corriente del flujo con que fueron depositadas. Este tipo de fragmento de pómez es mas común que los fragmentos de pómez fibroso. Fragmentos subredondeados, constituidos por una matríz vítrea y escasos cristales de cuarzo Fragmentos de cuarcita redondeados, constituidos por cuarzo elongado y extinción ondulatoria. <1 mm 0,5 21,5 Cristales de cuarzo, superficies limpias, angular a subangular, tamaño arena fina. Lítico de pómez 23,5 Lítico riolítico 10,0 Lítico metamórfico 2,5 Otros Poros o espacios dejados por fragmentos PPG-112 <0,1 mm 3,5 Criptocristalina constituida por una mezcla de vidrio volcánico con cristales muy pequeños de feldespato potasico y que en ocasiones se observa con alta birrefringencia cristales muy pequeños mezclados dentro la matriz por alteración de los feldespatos a sericita. Matriz vitrea 38,5 Roca de depósito de la PEE: Unidad I.4. Mina de puzzolana Los Morros. Fragmento de toba, color blanco, textura piróclástica, muy porosa, constituida por fragmentos líticos de areniscas, de tamaños entre 2 mm hasta 8 mm, líticos de pómez, color blanco, con textura fibrosa, de tamaños entre los 1.5 mm a 3 mm y cristales euedrales de plagioclasa, cristalina, todo embebido dentro de una matriz vítrea. Fragmentos de Minerales Cuarzo Shards de vidrio Fragmentos de Roca Textura piroclástica vítrea, Líticos de pómez principalmente líticos de pómez, escasos líticos Líticos metamórficos metamorficos, sedimentarios y fragmentos de cuarzo. Litcos sedimentarios Otros Matriz vítrea 49,5 1,5 11,5 22,0 PPG-113 1,0 14,5 Clastos redondeados, constituidos por burbujas de vidrio y vidrio fibroso. Algunos presentan devitrificacion tomando una coloración castaño oscuro. Principalmente cuarcita, con granos elongados y uniones entre granos crenuladas, con extinción ondulante. Areniscas arcillosas, de grano fino (> 1cm), subangular, constituidas por cuarzo monocristano y matriz arcillosa posiblemente caolinita. >4mm <1mm >1 cm Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 26 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 2. Continuación. Análisis petrográfico de muestras de depósitos piroclásticos del volcán de Paipa Descripción macroscópica Descripción microscópica Composición mineralógica Tamaño de Líticos Muestra Mineral Fragmentos de Minerales Cuarzo Plagioclasa (Oligoclasa) % Descripción 7,0 9,5 2,0 Trazas 4,5 Clastos alargados y angulares, de baja esfericidad, constituida por vidrio volcánico, en ocasiones son fibrosos y en otras son de burbuja, las cuales presentan en ciertos sectores coalescencia. Clastos alargados, subangulares, de grano muy fino, constituida por fracción micas y cuarzo en menor proporción. Clastos de cuarcitas, subredondeados a redondeados, constituidos por cuarzo elongado, con bordes crenulados y en ocasiones se observan los granos de cuarzo algo esfericos con punto de unión triple, típico de una recristalizacion. PPG-114 Roca de depósito de la PEE: Unidad I.4. Mina de puzzolana Los Morros. Fragmento de toba, color blanco, con textura piróclástica. Porfiritica, constituida por abundantes cristales euedrales de plagioclasa, fragmentos líticos de pómez, color blanco, todo embebido dentro de una matriz vítrea, color crema muy porosa. Feldespato potásico Textura piroclástica, constituida por una matriz vítreo feldespática, algo alterada (sericitizada), que envuelve fragmentos líticos de pómez, cuarzo, plagioclasa líticos arcillosos orientados y feldespato potasico. Esfena Shards de vidrio Fragmentos de Roca Lítico de pómez 34,0 Lítico de Filita 0,5 <0,0625 mm Lítico metamórfico 1,5 Otros Matriz vítreo – feldespática Fragmentos minerales Cuarzo 10,0 4,5 2,5 0,5 41,0 Cristales subhedrales, de tamaño arena muy fina 0,0625 mm Cristales de composición potásica, Ortoclasa Fragmentos euhedrales a subhedrales <0,0625 mm <1mm a >2 mm 005E Textura piroclástica de Roca de la Unidad I.3. flujo. Constituída Pómez color blanco, por fragmentos textura piroclástica, líticos, shards, muy poroso, constituído cristales de por pequeños cristales plagioclasa, de plagioclasa, cuarzo, cuarzo y feldespato potásico, feldespato, todo fragmentos de líticos embebido dentro metamórficos y de una matríz fragmentos de pómez vítreofeldespática Feldespato potásico (Ortoclasa) Plagioclasa (Oligoclasa) Shards Fragmentos de Líticos Lítico de pómez 41,0 Redondeados a subredondeados, algunos devitrificados 1 a 2,04 mm Lítico metamórfico (cuarcita) Pequeños fragmentos de cuarcita, redondeados. Se observan contactos crenulados con elongación de los cristales y en algunos casos el Trazas cotacto tripe entre los granos 1,4 mm Otros Matríz vítreo feldespática 41,5 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 27 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS ANEXO 2 RESULTADOS DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA – MICROSONDA ELÉCTRONICA (EDAX) TABLAS, IMÁGENES Y ESPECTROS Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 28 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 1. Minerales de alteración en venas de líticos accidentales del volcán de Paipa MUESTRA Elemento/ó xido OK NaK MgK AlK SiK KK CaK FeK TiK PbM BaL MnK Total Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO Fe2O3 TiO2 PbO2 BaO MnO Total MINERAL PROBABLE 48.00 6.74 11.47 21.36 6.56 5.88 48.04 0.79 20.68 22.91 7.57 28.83 8.66 10.92 22.84 10.34 17.22 1.19 32.22 1.68 7.17 11.51 25.79 8.15 13.47 45.10 10.04 10.96 33.90 138B 138B1A1 138B1C 138B1C1 138B1C2 138B1C3 138B1C4 138B1C5 138B1C6 138B1C7 138B1C8 138B1C9 PORCENTAJE EN PESO (% P/P) 42.30 41.28 1.58 11.23 35.43 10.48 24,79 0,98 22,02 30,99 14,81 6,41 35.60 21.14 42.03 0.00 10.87 23.72 0.93 22.44 35,10 18.13 31.60 2.97 5.00 7.41 13.20 0.95 0.69 42.15 6.32 17.14 1.00 1.18 53.23 12,67 24,97 2,36 0,88 24,02 100.00 11.65 22.76 48.37 8.36 8.86 100.000 1.07 39.64 49.98 9.31 100.00 12.06 16.90 39.14 10.07 20.21 1.62 100.00 1.97 10.21 18.27 45.34 8.09 16.12 100,00 12.99 19.50 67.51 100,00 100,00 1.98 19.32 67.59 11.11 100,00 1,29 32,08 47,29 12,66 6,67 100,00 100.00 100.00 100,00 31.02 59.52 3.13 6.33 13.33 26.85 1.09 0.93 57.80 9.13 27.87 0.94 1.30 60.76 19.68 48.35 1.25 30.73 20,89 45,70 2,44 1,06 29,91 100.00 100.000 100.00 100.00 100,00 100,00 ILLITA RICA EN Fe 100,00 100,00 Morfología de caolinita. Composición muy alta en K (sericita?, illita?) y Ca 100,00 AGREGADOS RICOS EN Fe CLORITA? 100.00 AGREGADOS RICOS EN Fe CLORITA? 100.00 100,00 ESMECTITA? MOSCOVITA Foto 1 2 3 5 4 6 7 ESMECTITA ADULARIA BIOTITA BIOTITA ALBITA Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 29 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 1. Continuación. Minerales de alteración en venas de líticos accidentales del volcán de Paipa MUESTRA 138B1C10 138B1C11 138B1C12 138B1C13 138B1C14 138B1C15 138B1C16 138B1C17 138B1C18 138B1C19 138B2A1 PORCENTAJE EN PESO (%P/P) OK NaK MgK AlK SiK KK CaK FeK TiK PbM BaL MnK Total Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO Fe2O3 TiO2 PbO2 BaO MnO Total 40.55 3.66 59.11 0.85 0.75 28.33 7.88 2.05 1.03 57.04 0.83 35.86 4.97 1.30 52.52 1.11 44.07 2.29 33.52 0.94 22.93 27.92 10.71 3.97 28.49 1.12 23.94 29.87 12.13 4.44 27.43 1.32 13.56 40.78 16.91 47.48 29.25 34.40 1.95 12.66 38.35 12.64 12.44 23.52 0.89 22.60 2.54 4.13 1.01 88.66 20.06 25.94 20.81 29.28 7.75 12.91 6.51 100.00 100.00 1 21.99 46.64 1.16 30.21 3.03 5.64 0.85 90.49 100.00 1.38 1.54 68.04 23.71 3.36 1.97 100.00 1 1.63 82.15 14.21 2.02 100,00 2.01 92.23 5.76 100,00 1.34 36.42 47.44 10.22 4.58 100,00 1.52 35.93 47.05 10.72 4.77 100,00 1.47 20.02 64.09 14.42 100.00 100,00 100.00 2.30 20.01 65.78 11.91 37.06 53.89 31.45 47.22 7.06 14.27 9.06 100.00 MORFOLOGÍA DE CLORITA. COMPOSICIÓN AJUSTA MEJOR A ESMECTITA 100.00 100.00 Intemperismo arcilla muy rica en aluminio 100,00 Intemperismo arcilla muy rica en aluminio 100,00 Intemperismo arcilla muy rica en aluminio 100,00 ARCILLA. COMPOSICIÓN DE ILLITA 100,00 100,00 100.00 CLORITA?/ ILITA? 100,00 100.00 ILLITA ALTA Fe ADULARIA 8 8 9 9 9 10 11 12 13 ADULARIA LIMONITA MINERAL ILLITA Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 30 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Tabla 1. Continuación. Minerales de alteración en venas de líticos accidentales del volcán de Paipa MUESTRA 138B2A2 138B2A3 138B2A4 138B3B 138B3B1 138B3B2 138B3B3 138B3B4 138B3B5 138B3B6 138B3B7 PORCENTAJE EN PESO (%P/P) OK NaK MgK AlK SiK KK CaK FeK TiK PbM BaL MnK Total Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO Fe2O3 TiO2 PbO2 BaO MnO Total 35.82 9.37 13.53 41.28 50.86 3.07 7.53 35.20 3.33 37.17 1.64 12.23 35.18 13.78 62.11 58.56 40.13 49.69 8.83 12.26 27.96 1.27 4.25 4.52 11.49 34.04 100.00 1 4.15 0.61 46.63 50.68 2.32 10.79 29.47 6.74 49.98 4.46 12.52 29.52 3.52 51.47 0.82 4.08 14.60 21.00 3.27 48.89 6.51 18.44 41.44 6.90 7.44 2.16 2.32 100.00 11.02 20.74 68.24 100.00 4.21 14.52 77.15 4.13 100.00 1.99 20.23 63.92 13.86 4.18 100.00 100.00 100.00 12.16 23.89 62.11 1.84 100.00 3.24 21.36 66.75 8.65 100.00 6.12 24.27 65.21 4.39 16.90 56.29 100.00 15.45 19.01 100.00 1 1.17 7.27 29.94 49.63 4.35 6.51 1.13 100,00 5.75 6.96 8.56 10.65 14.79 50.75 100.00 1 87.29 100.00 100.00 100.00 7.61 100.00 ARCILLA BIEN CRISTALIZADA-Ti-Fe 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 1 100,00 FELDESPATO-K FELDESPATO-K ADULARIA ADULARIA 14 14 15 15 16 17 18 18 LIMONITA BIOTITA? MINERAL CUARZO ALBITA ALBITA ???? Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 31 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 1: Biotita MgO Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 % p/p 11.65 22.76 48.37 8.36 8.86 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 32 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 2. Moscovita Na2O Al2O3 SiO2 K2O % p/p 1.07 39.64 49.98 9.31 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 33 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 3. Albita Na2O Al2O3 SiO2 % p/p 12.99 19.50 67.51 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 34 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Adularia Agregados Fe Figura 4. Adularia maclada. Agregados ricos en hierro Adularia maclada Na2O Al2O3 SiO2 K2O % p/p 1.98 19.32 67.59 11.11 %p/p Al2O3 SiO2 K2O CaO Fe2O3 13.33 26.85 1.09 0.93 57.80 9.13 27.87 0.94 1.30 60.76 Agregados ricos en Fe Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 35 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Adularia Adularia Foto 5. Ilita rica en hierro sobre cristales de adularia % p/p Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 31.02 59.52 3.13 6.33 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 36 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 6. Posible caolinita. Contenido alto en K y Ca. MgO Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 % p/p 1,29 32,08 47,29 12,66 6,67 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 37 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 7. –Esmectita? % p/p Al2O3 SiO2 K2O CaO 19.68 48.35 1.25 20,89 45,70 2,44 1,06 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 38 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Clorita? Limonita? Foto 8. Clorita alta en sílice. Limonita? % p/p Clorita?/Esmectita? Al2O3 SiO2 CaO Fe2O3 21.99 46.64 1.16 30.21 %p/p Limonita? Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 3.03 5.64 0.85 90.49 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 39 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS A B C Foto 9. Mineral de alteración de muy alto contenido de aluminio B A Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 % p/p 1.38 1.54 68.04 23.71 3.36 1.97 MgO Al2O3 SiO2 K2O % p/p 1.63 82.15 14.21 2.02 C MgO Al2O3 SiO2 % p/p 2.01 92.23 5.76 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 40 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 10. Mica potásica. Ilita? MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO Fe2O3 % p/p 1.34 36.42 47.44 10.22 4.58 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 41 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 11. Adularia Na2O Al2O3 SiO2 K2O % p/p 1.47 20.02 64.09 14.42 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 42 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS A B B Foto 12. A. Clorita?. Contenido alto de sílice. B. Composición de ilita alta en Fe A % p/p Al2O3 SiO2 Fe2O3 37.06 53.89 9.06 B % p/p Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 31.45 47.22 7.06 14.27 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 43 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 13. Adularia con hoyuelos (“pits”) de disolución % p/p 2.30 20.01 65.78 11.91 Na2O Al2O3 SiO2 K2O Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 44 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS B A Foto 14. (A) Albita. (B) Adularia: cristal hialino A Na2O Al2O3 SiO2 % p/p 11.02 20.74 68.24 B Na2O Al2O3 SiO2 K2O % p/p 1.99 20.23 63.92 13.86 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 45 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS B A Figura 15. Cuarzo. Recubrimiento rico en Mn y Ba A SiO2 % p/p 100 % p/p Al2O3 SiO2 BaO MnO 15.45 19.01 14.79 50.75 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 46 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS A Foto 16. A. Albita en cavidad de cuarzo Na2O Al2O3 SiO2 CaO % p/p 12.16 23.89 62.11 1.84 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 47 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS Foto 17. Adularia, alta en Na2O. Na2O Al2O3 SiO2 K2O % p/p 3.24 21.36 66.75 8.65 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 48 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS A B Foto 18 . Biotita. Agregados ricos en hierro (limonita?) A Na2O MgO Al2O3 SiO2 K2O Fe2O3 TiO2 % p/p 1.17 7.27 29.94 49.63 4.35 6.51 1.13 B % p/p Al2O3 SiO2 Fe2O3 5.75 6.96 87.29 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 49 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS ANEXO 3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE MINERALES DE REFERENCIA (Deer W., Howie R., Zussman J.,1962) Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 50 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS RANGOS DE COMPOSICIÓN DE FELDESPATOS (%) Óxido / Elemento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO BaO SrO CaO Na2O K2O Si Al Fe(III) Ti Mg Fe (II) Na Ca Sr K Ba Sanidina 63,49 0 18,35 0,04 0 0 0 0 0,05 1,8 6,58 11,527 3,868 0,005 0 0 0 0,638 0,01 0 1,512 0 Anortoclasa Adularia K-rico en Fe 67,27 62,49 66,97 64 64,87 64,05 65,1 0,27 0 0,08 0 0 0 0,02 20,93 18,75 22,12 18,4 19,5 16,06 18,7 0,279 0 0,75 0 0,32 0,57 2,93 0,07 0 1,31 0 0,25 0 0,025 0,65 0 0,43 0 0,24 0 0,07 1,56 0 0,53 0 0,92 0 0,03 0,38 0 0,29 1,54 0,22 3,76 0,03 0,53 0 0,07 6,45 6,94 8,93 0,74 1,99 0,34 0,79 12,87 2,01 5,39 13,08 15,78 15,21 16,15 12,03 11,211 11,932 11,831 11,957 11,886 12,023 4,479 3,938 4,479 4,007 4,207 3,54 4,068 0,124 0 0,104 0 0,044 0,086 0,412 0,037 0 0,011 0 0,03 0,179 0 0,113 0 0,066 0 0,011 0,011 0 0,196 0 0,039 0 0,039 2,236 2,402 3,091 0,264 0,711 0,16 0,283 0,212 0,042 0,722 0,006 0,104 0,006 0,012 0,04 0 0,03 3,002 0,454 1,226 3,076 3,715 3,618 3,852 0,113 0 0,037 0 0,066 RANGOS DE COMPOSICIÓN DE PLAGIOCLASAS (%) Óxido / elemento SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O Sr Ba Si Al Fe(III) Ti Mg Li Fe (II) Mn Na Ca Sr K Ba Albita 65,62 0 18,97 0 0 0 0,03 9,53 0,03 68,71 0,01 21,72 1,3 0,14 0,7 1,54 11,72 1,09 Oligoclasa 60,85 0 20,72 0 0 0 0 2,18 7,38 0,05 64,92 0,05 24,44 0,91 0,32 0,01 0,4 5,81 10,15 1,49 Andesina Labradorita Bytownita 45,16 0 30,99 0 0 0 0 13,83 1,18 0 0 0 8,433 6,64 0 0 0 0 0 0,42 2,697 0 0 0 51,09 0,06 34,36 0,88 0,21 0,009 0,27 17,92 3,36 2,19 0,18 0,29 9,277 7,554 0,122 0,008 0,73 Anortita 43,54 45,88 0 0,04 34,31 36,18 0,08 0,83 0 0,08 0 0,33 17,41 19,53 0,22 0,98 0 0,42 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0 0,06 11,559 11,956 10,876 11,486 3,946 4,51 4,336 5,149 0 0,172 0 0,154 0 0,003 0 0,07 0 0,184 0 0,084 0 0,003 0 0,013 0 0,048 0 0,021 0 0,002 3,258 3,971 2,58 3,47 0,005 0,292 0,412 1,113 0 0,012 0,006 0,246 0,011 0,342 0 0,007 0 0,004 56,1 60,38 51,94 56,18 0 0,16 0 0,011 22,04 27,66 27,14 30,22 0,04 0,92 0,05 1,22 0 0,45 0 0,34 0 0,03 0 0,29 0 0,4 6,31 9,7 10,27 13 5,48 8,12 3,62 5,57 0,12 1,1 0,13 1,02 0 0,41 0 0,19 0 0,03 0 0,05 10,103 10,756 9,458 10,121 4,608 5,872 5,764 6,494 0,005 0,104 0,007 0,165 0 0,005 0 0,016 0 0,198 0 0,049 0 0 1,914 1,204 0 0,057 0 0,068 0 0,004 2,805 1,276 1,872 2,02 0,043 0 0,252 0,032 0,002 0 0,051 1,944 2,531 0,024 0,197 0,005 8,098 7,443 0,011 0 0 8,444 7,902 0,115 0,005 0,091 0,124 0 0,012 0,001 1,2 0,079 0,353 3,524 3,473 3,844 0,017 0,07 0 0,1 0,002 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 51 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS RANGOS DE COMPOSICIÓN DE MICAS (%) Óxido/ elemento Muscovita Phlogopita Biotita Clorita SiO2 41,37 56 35,64 42,7 33,42 39,14 22,27 36,43 TiO2 0 2,21 0,33 8,97 0,62 4,27 0 0,35 Al2O3 23,52 38,69 10,95 27,38 12,22 17,1 0,58 47,47 Cr2O3 0 4,81 Fe2O3 0 3,3 0 5,76 2,48 12,94 0 9,42 FeO 0 2,3 0,3 8,25 5,05 21,83 0 38,97 MnO 0 0,62 0 6,24 0,02 0,88 0,05 38,93 MgO 0,04 2,22 14,82 28,58 6,84 13,45 0,2 37,64 BaO 0 9,89 0,03 1,11 SrO CaO 0 0,37 0 1,06 0,38 1,64 0 1,04 Na2O 0,48 2,72 0 1,37 0,21 1,53 0 0,29 K2O 6,33 10,9 7,58 11,93 6,55 9,17 0 0,93 Rb2O 0 1,37 Cs2O 0 0,41 Li2O 0 1,8 0,25 0,36 F 0 2,06 0,66 9,2 0,32 2,38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 RANGOS DE COMPOSICIÓN DE MINERALES DE SÍLICE (%) Tridimita Óxido / en Tridimita elemento andesita en traquita Cristobalita Cuarzo 1 SiO2 99 99,79 95,1 95,1 98,4 2 TiO2 0 0,048 0,26 0,28 0 3 Al2O3 0,02 0,042 2,4 2,7 0,35 4 Fe2O3 0,007 0,05 0,36 0,25 0 5 FeO 0 0,36 0 0 0,68 6 MnO 0 0,02 0,003 0 0 7 MgO 0 0,008 0,3 0,03 0 8 CaO 0 0,01 0,4 0,2 0,82 9 Na2O 0 0,8 0,67 0 10 K2O 0 0,37 0,75 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 RANGOS DE COMPOSICIÓN DE ARCILLAS (%) Óxido / elemento Caolinita Ilita Esmectita SiO2 43,98 46,15 45,34 56,91 39,92 59,75 TiO2 0,01 0,86 0,01 0,64 0,03 0,48 Al2O3 36,58 39,82 18,5 36,37 4,47 27,84 Fe2O3 0,1 1,67 0,72 5,74 0,6 29,46 FeO 0,03 0,18 0 1,85 0 0,95 MnO 0 0,09 0,03 0,06 MgO 0,01 0,36 0,5 2,49 0,16 4,47 BaO SrO CaO 0,17 0,41 0 1,59 1,41 3,52 Na2O 0,01 0,27 0 1,97 0 0,64 K2O 0,03 0,51 2,7 10,24 0 1,59 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 52 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIA Y MINERIA INGEOMINAS RANGOS DE COMPOSICIÓN DE ZEOLITAS (%) Óxido / elemento SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SrO CaO Na2O K2O 1 2 3 4 5 6 7 8 Natrolita Heulandita Estilbita Chabacita 46,583 47,6 56,8 61,83 55,21 56,24 44,19 48,78 26,63 27,67 12,44 17,76 16,58 17,16 18,04 20,4 0 1,34 0 2,55 0 0,58 0 0,28 0 0,12 0 0 0 0,4 0 1,56 0 2 0 0 0 0,15 0,12 0,44 5,51 7,18 7,86 8,56 8,61 10,52 14,74 15,89 0,75 2,95 0 1,16 0,32 1,18 0,02 0,5 0 2,74 0,32 0,45 0,6 2,05 Laumonita Mordenita 50,63 50,9 64,62 67,22 21,26 22,53 11,07 13,21 0,04 1,66 0 1,12 0 0,4 0,28 0,98 10,72 13,91 0 1,08 0 0,45 3,02 2,39 0 3,72 3,86 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RANGOS DE COMPOSICIÓN DE ÓXIDOS DE HIERRO (%) Magnetita Óxido/ Titano Hematita Ilmenita Magnetita titanífera Goetita Limonita elemento magnetita Fe2O3 96,86 99,52 4,19 11,33 67,55 68,95 28,37 63,4 57,11 82,95 89,65 73,74 83,59 FeO 0 1,39 26,95 45,83 30,78 31,43 32,25 46,06 21,83 0 0,17 Mn2O3 0 0,54 1,82 MnO 0 0,38 0,24 13,8 0 0,05 0 0,33 MgO 0 0,02 0,1 3,42 0 0,18 0,39 2,29 7,18 Al2O3 0 1,26 0 0,54 0,04 0,21 0,02 1,39 3,62 1,56 6,8 TiO2 0 0,34 46,23 52,73 0 0,05 2,98 19,42 6,98 0 0,27 SiO2 0 0,41 0 0,51 0,03 0,73 0,1 0,48 0,38 0,36 2,16 2,91 4,8 CaO 0,34 0,71 0 0,02 0,06 0,23 0,94 0 0,39 0 0,81 P205 0 0,93 Alteración Hidrotermal en el Sistema Geotérmico de Paipa 53