Hostname: page-component-848d4c4894-jbqgn Total loading time: 0 Render date: 2024-07-07T09:30:54.187Z Has data issue: false hasContentIssue false

Hydrothermal Alteration of a Rhyolite Flow Breccia Near San Luis Potosi, Mexico, to Refractory Kaolin

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

W. D. Keller
Affiliation:
Department of Geology, University of Missouri, Columbia, Mo. Refractarios A. P. Green, S. A., Mexico, D. F., Mexico
Robert F. Hanson
Affiliation:
Department of Geology, University of Missouri, Columbia, Mo. Refractarios A. P. Green, S. A., Mexico, D. F., Mexico

Abstract

A deposit of kaolin clay, the site of the General Zaragosa Mine, located about 50 km northwest of San Luis Potosi, S. L. P., Mexico, has produced more than 250,000 tons of refractory clay by room and pillar mining methods during the last 32 years. The clay was formed by hydrothermal argillation of part of a fault block of rhyolite flow-breccia and probably welded tuff, presumably lower Tertiary in age. A silica-rich gossan now exposed at the surface caps the clay deposit.

Samples collected sequentially from the fresh rock to the most highly altered kaolin and studied by optical, X-ray, DTA, and chemical methods, show progressively:

  1. Bleaching of the breccia matrix accompanied by mobilization of much of the iron, which was concentrated locally as spots of reddish oxide in the least altered areas.

  2. Mobilization, and removal of considerable alkali and alkaline earth metals, in excess of that required to form montmorillonite; mobilization of silica, which was redeposited as fine anhedral quartz crystals disseminated within the montmorillonite and associated kaolinite-halloysite, or developed tripolitic, argillized rock peripheral to the clay ore body.

  3. Further desilication of the silica and clay yielding relatively pure, but poorly ordered, kaolinite-halloysite as the most intense end product of argillation. Much silica removed during intense argillation was reprecipitated as tripolitic clay, as minor cristobalite in microscopic globules and massive aggregates characteristic of colloform opal, and in vastly larger amounts as opal and chalcedony replacing the rock overlying the clay (forming a silica gossan).

  4. Minor amounts of alunite are present at two places in the deposit, which are interpreted tentatively as being the most probable loci of rising solutions.

Résumé

Résumé

Un dépôt d’argile kaolinique, à la mine générale de Saragosse, qui est située à environ 50 km au nord-ouest de San Luis Potosi, S.L.P., au Mexique, a fourni plus de 250,000 tonnes d’argile réfractaire par des méthodes de mines souterraines au cours des 32 années passées. L’argile s’est formée par argilation hydrothermique d’une partie d’un block à faille de brèche fluidale de rhyolite et peut-être de tuf soudé, datant probablement du tertiaire inférieur. Un gossan riche en silice et maintenant exposé a la surface recouvre le dépôt argileux.

Des prélèvements tirés successivement de la roche fraîche jusqu’à la kaolinite la plus altérée et étudiés par divers moyens optiques, à rayon X, DTA, et chimiques, montrent progressivement:

Une décoloration de la matrice de brèche qui s’accompagne d’une mobilisation d’une grande partie de fer, concentré localement en taches d’oxyde rougeâtre dans les parties les moins altérées.

La mobilisation, et l’élimination d’une quantité considérable de métaux terrestres alkalis et alkains, au-delà de ce qui est nécessaire à la formation de montmorillonite; la mobilisation de la silice, redéposée sous forme de cristaux de quartz anhédrique fins, disséminés à l’intérieur de la montmorillonite et de la kaolinite halloysite alliée, ou qui s’était formée en roche argilifére tripolitique à la périphérie du corps de minerai d’argile.

Une désilication plus poussée de la silice et une argile donnant une kaolinite-halloysite relativement pure mais désordonnée comme produit final le plus intense d’argilation. Une grande partie de la silice éliminée au cours de l’argilation intensive a été reprécipitée sous forme d’argile tripolitique, de cristobalite secondaire en globules microscopiques ou en agregates massifs caractéristiques de l’opale colloforme, mais pour la plus grande pattie sous forme d’opale et de chalcédoine en remplacement de la roche qui recouvrait l’argile (pour former un gossan de silice).

On trouve de petites quantités d’alunite dans deux parties du dépôt, que l’on présume être les lieux les plus probables des solutions montantes.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Aus einer Lagerstätte von Kaolinton, im Bereich des General Zaragosa Bergwerkes ca. 50 km nordwestlich von San Luis Potosi S.L.P. Mexiko, sind im Laufe der letzten 32 Jahre durch Säulenabbaumethoden über 250,000 Tonnen Schamotteton gefördet worden. Der Ton ist durch hydrothermische Argillierung eines Teils eines Schollenbruchs von Rhyolith Fliessbrekzien und vermutlich geschmolzenem Tuff, wahrscheinlich aus dem unteren Tertiär stammend, gebildet worden. Ein silikatreicher, eisenschüssiger ockerhalitger Gossan, der jetzt an der Oberfläche freiliegt, deckt die Lagerstätte.

Proben, die fortlaufend aus dem frischen Gestein bis zum am meisten veränderten Kaolin entnommen und durch optische, Röntgen, DTA und chemische Methoden untersucht wurden, zeigen der Reihe nach:

Ausbleichung der Brekzienmatriz mit gleichzeitiger Beweglichmachung eines Grossteils des Eisens, das örtlich in der Form von roten Oxydflecken in den am wenigsten veränderten Gebieten konzentriert war.

Beweglichmachung und Entfernung beträchtlicher Mengen von Alkali- und Erdalkalimetallen, und zwar über den für die Bildung von Montmorillonit erforderlichen Bedart hinaus; Beweglichmachung der Kieselsäure, die in Form feiner, allotriomorpher Quarzkristalle innerhalb des Montmorillonits und assoziierten Kaolinit-Halloysits eingesprengt abgelagert wurde, oder polierschiefriges, argillisiertes Gestein am Umfang des Tonminerals entwickelte.

Weitere Entsilikatisierung der Kieselsäure und des Tones unter Bildung von verhältnismässig reinem, jedoch wenig geordnetem Kaolinit-Halloysit als ausgeprägtestes Endprodukt der Argillisierung. Eine grosse Menge von Kieselsäure, die während der intensiven Argillisierung entfernt worden war, wurde zu einem geringen Teil als Cristobalit in mikroskopischen Tröpfchen und massiven für colloformen Opal charakteristischen Aggregaten, und in bedeutend grösseren Mengen als Opal und Chalcedon niedergeschlagen. Die letzteren Minerale ersetzen das den Ton bedeckende Gestein (eisenschüssiger. ockerhaltiger Gossan).

Geringe Mengen von Alaunstein sind an zwei Stellen der Lagerstätte vorhanden, die vorläufig als die wahrscheinlichsten Ortlichkeiten steigender Lösunger angesehen werden.

Резюме

Резюме

Залежи каолинитовой глины—местоположение шахты “Генерал Зарагоза”—находитсяприбл. в 50 км на северо-запад от Сан-Луис-Потоси, Мексика,—дали за последние 32 года добычу свыше 250 000 тонн огнеупоров, при работах по методам камерно-столбовой выемки. Глина образовалась гидротермальной аргиллизацией части сбросового целика риолитовой брекчии и возможно также сплавленного туфа, повидимому раннего третичного периода. Окрашенные окислом железа выходы жил, с крупным содержанием кремнезема, обнаженные теперь на поверхности, покрывает отложение глины.

Последовательно отобранные образцы от свежеотбитой породы до наиболее измененного каолина и исследованные оптически, рентгенографически, DТА и химическим методом, показывают прогрессивно:

обесцвечивание жильной породы, брекчии с сопутствующей мобилизацией большого количества железа, которое сосредоточивалось местно в виде пятен красной окиси в наименее измененном участке

мобилизацию и удаление значительного количества щелочи и щелочноземельных металлов, превышающего количество, требуемое для образования монтмориллонита; мобилизацию кремнезема, который был переотложен в качестве тонких ангедральных кварцевых кристаллов, рассеянных в монтмориллоните, и сопутствующем галлоузитовом каолините, или-же развил трепельную, аргиллитную окружность породы на глинистом рудном теле

дальнейшее удаление кремнезема и глины, что дает сравнительно чистые, но не регулярно расположенные выемки каолинитогаллоузита в качестве наиболее интенсивногоконечного продукта аргиллизации. Большое количество кремнезема, удаленного в ходе интенсивной аргиллизации, переосаждается как трепельная глина, как мелкий кристобалит в микроскопических шариках и как крупный агрегат, характерный для коллоформного опала и в значительно больших количествах в виде опала и халцедона, замещая породу залегающую над глиной (образуя силикатную железную щляпу)

малые количества алунита присутствуют в двух местах в отложении, а это подается предварительной интерпретацией как наиболее правдоподобные участки восходящих растворов.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1968, The Clay Minerals Society

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Brindley, G. W. and de Souza Santos, Persio (1966) New varieties of kaolin-group minerals and the problem of finding a suitable nomenclature: Proc. Int. Clay Conf. 1, 310.Google Scholar
Chukhrov, F. V. and Zvyagin, B. B. (1966) Halloysite, a crystallographically and mineralogically distinct species: Proc. Int. Clay Conf. 1, 1126.Google Scholar
Daly, R. A. (1933) Igneous rocks and depths of the earth: McGraw-Hill, New York, 598 pp.Google Scholar
Ellis, A. J. and Mahon, W. A. J. (1967) Natural hydrothermal systems and experimental hot water/rock interactions (Part II): Geochim. Cosmochim. Acta 31, 519538.CrossRefGoogle Scholar
Fournier, R. O. (1967) The porphyry copper deposit exposed in the Liberty open-pit mine near Ely, Nevada. Part II. The formation of hydrothermal alteration zones: Econ. Geol. 62, 207227.CrossRefGoogle Scholar
Garrels, R. M. and Christ, C. L. (1965) Solutions, Minerals, and Equilibria: Harper and Row, New York , 450 pp.Google Scholar
Hanson, R. F. and Keller, W. D. (1966) Genesis of refractory clay near Guanajuate, Mexico: Clays and Clay Minerals 14, 259267. [Pergamon Press, New York].CrossRefGoogle Scholar
Hemley, J. J. and Jones, W. R. (1964) Chemical aspects of hydrothermal alteration with emphasis on hydrogen metasomatism: Econ. Geol. 59, 538569.CrossRefGoogle Scholar
Keller, W. D. (1956) Clay minerals a influenced by environments of their formation: Bull. Am. Assoc. Petrol. Geologists 40, 26892710.Google Scholar
Keller, W. D. (1967) Geologic occurences of clay minerals: A.G.I. Layer silicate short course, Geol. Soc. Am., 1967 meeting.Google Scholar
Keller, W. D., Gentile, R. J. and Reesman, A. L. (1967) Allophane and Na-rich alunite from Kaolinitic nodules in shale: J. Sediment Petrol. 37, 215220.Google Scholar
Keller, W. D., Kiersch, G. A. and Howell, P. (1955) Argillation of three silicate rocks expressed in terms of ion transfer: Clays and Clay Minerals 3, 413420. [Nat'l Acad. Sci. -Naťl Res. Council Pub. 395 .Google Scholar
Keller, W. D. and Reesman, A. L. (1963) Dissolved products of artificially pulverized silicate minerals and rocks: part II; J. Sediment Petrol. 33, 426437.CrossRefGoogle Scholar
Knizek, J. O. and Fetter, H. (1946) Properties of natural alunite clays: J. Am. Ceram. Soc. 29, 308313.CrossRefGoogle Scholar
Krauskopf, K. V. (1959) Geochemistry of silica in sedimentary environments: in Silica in Sediments Symposium, SEPM Spec. Pub. No. 7, 419.Google Scholar
Sales, R. H. and Meyer, C. (1948) Wall rock alteration at Butte, Montana: Trans. AIME, 178, 935.Google Scholar
White, D. E., Brannock, W. W. and Murata, K. J. (1956) Silica in hot-spring waters: Geochim. Cosmochim. Acta 10, 2759.CrossRefGoogle Scholar