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ISÓTOPOS DE PB EN LOS DEPÓSITOS DE LA FRANJA DE EPITERMALES DE LOS VOLCÁNICOS DE LA CORDILLERA OCCIDENTAL AL OESTE DE HUANCAVEL

Por: Michael Valencia y Alex Santisteban, Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (Ingemmet), y César Chávez, Universidad de Brasilia, Laboratorio de Geocronología y Estudios Geodinámicos y Southern Copper Corporation – Agencia en Chile.


Resumen

Los depósitos epitermales de Huancavelica se encuentran emplazados en los volcánicos de la cordillera occidental de los Andes centrales, y presentan una signatura isotópica de Pb relacionada con el substrato, y posiblemente una injerencia del Terreno Paracas. 

Los fluidos mineralizantes de Bethania interaccionan con las rocas silicoclásticas Jurásico-Cretáceas, generadoras de mineralización. 

En La Virreyna, los fluidos hidrotermales interaccionan con las rocas volcánicas del Oligo-Mioceno, generando de esta manera vetas y cuerpos diseminados en profundidad. Mientras en Cahuiña están fuertemente afectados por el Batolito de la Costa, generando el enriquecimiento en Cu, donde se podría haber desarrollado pórfidos en profundidad.

Introducción

El margen oeste de Sudamérica está en subducción continua desde el Cambriano hasta la actualidad (Ramos & Aleman, 2000; Boeckhout et al., 2012, 2015; Loewy et al., 2004; Ramos, 2010, 2018), donde los arcos magmáticos generaron depósitos minerales, en diferentes épocas metalogenéticas (Acosta et al., 2017; Perelló et al., 2003). 

Diversos trabajos han establecido la signatura isotópica del Pb del basamento y su interacción con cuerpos intrusivos (Musaka et al., 1990; Tosdal et al., 1999). El Pb es fácilmente medible en depósitos minerales, considerando las concentraciones –intrínsecamente bajas– de U con respecto al Pb y la composición similar del Pb en el mineral y el fluido hidrotermal (Tosdal et al., 1999). Los isotopos de Pb de sulfuros son ampliamente usados para estudios de fuentes de Pb (Tosdal et al., 1999; Richards et al., 1991). Así, este trabajo busca determinar las relaciones entre la mineralización de los yacimientos de este sector de la cordillera y el posible substrato-fuente.

Marco geológico regional

Los yacimientos se localizan en la cordillera occidental, entre las provincias de Castrovirreyna y Páucar del Sara Sara (Figura 1). El substrato comprende rocas mesozoicas del Triásico al Cretáceo Superior, conformadas por la Formación Chocolate de lavas andesíticas y niveles volcano- sedimentarios (Spikings et al., 2016), estas son cubiertas por unidades silicoclásticas y carbonatadas del Jurásico-Cretáceo (Grupo Yura- Grupo Goyllarisquizga) y finalmente las capas rojas de la Formación Casapalca (Cenozoico). Las secuencias sedimentarias del basamento están cubiertas por las formaciones Castrovirreyna y Caudalosa, y Grupo Barroso (Salazar & Landa, 1993), todas estas unidades predominantemente volcánicas.

Bethania y La Virreyna forman parte de la Franja XXIII de depósitos epitermales de Au-Ag del Mioplioceno; mientras que Cahuiña de la Franja X de depósitos de pórfidos de Cu-Mo del Cretáceo Superior (Acosta et al., 2017). Los estudios petromineralógicos, en estos yacimientos, nos muestran una mineralogía similar (Valencia et al., 2020).

Geología de los depósitos

Bethania: está emplazada en las tobas del Centro Volcánico Huayta (Grupo Barroso), que recubren a volcánicos de la Formación Alpabamba (correlacionable con la Formación Castrovirreyna), consisten en tobas de cristales de cuarzo y plagioclasa, en una matriz argilizada.

La mineralización consiste en vetas de sulfuros con galena, calcopirita y pirita (Muestra 26l-RMT-002; Tabla 1). Regionalmente se advierte la presencia de rocas Jurásico-Cretáceas al este y norte.

La Virreyna: se encuentra en tobas riolíticas, de la Formación Caudalosa, con fenocristales de feldespatos argilizados (caolinita) en una matriz silícea con biotita ligeramente alterada. La mineralización se encuentra en una veta de cuarzo con pirita, galena y esfalerita (Muestra 27m-MMT- 012; Tabla 1).

Cahuiña: Emplazada en andesitas y meta- andesitas grises, porfiríticas, con niveles de hornfels y están cortadas por vetas de cuarzo con esfalerita, calcopirita, y pirita (Muestra 28m-MMT- 018; Tabla 1). Las rocas corresponden a los volcánicos María Elena, que se correlacionan con la Formación Copara del Cretáceo Inferior, sobreyacidas por la Formación Chúlec y el Grupo Sacsaquero (De la Cruz. & Jaimes, 2003). El prospecto se encuentra al este del batolito de la costa (Figura 1).

Metodología

Se muestreó las estructuras mineralizadas de los yacimientos para la determinación de las fuentes de los metales, como: Au, Ag, Cu, Pb y Zn, a través de los isótopos de Pb; asumiendo que provienen del mismo fluido hidrotermal, por poseer un comportamiento geoquímico similar (Tosdal et al., 1999; Henley et al., 1984). Las muestras de galena (Tabla 1) fueron disueltas en ácido nítrico, las soluciones secadas y las sales purificadas usando un cromatógrafo de intercambio de iones (Thibodeau et al., 2012; Thibodeau et al., 2013).

Las medidas se tomaron en un espectrómetro de masa multicolor con el procedimiento descrito en Kamenov et al. (2004). Los errores reportados fueron calculados monitoreando la variación de NIST 981 menores de 0.003 (2Sigma) para estos valores (Tabla 1). Se utilizó el estándar NBS para control de errores: 206Pb/204Pb= ± 0.003; 207Pb/204Pb= ± 0.001; 208Pb/204Pb= ± 0.003.

Resultados

Los isótopos de Pb en galena (Tabla 1), del yacimiento Bethania, presentan un trend de pendiente moderada (Figura 2). Los sulfuros de Bethania (26l-RMT-002), contenidos en el Grupo Barroso muestran un ratio 206Pb/204Pb=18.73, más radioactivo respecto a los otros ratios (207Pb/204Pb=15,64 y 208Pb/204Pb=38.71) que son moderados. El incremento del valor de 206Pb/204Pb podría deberse a un aporte de Pb de las rocas Jurásico-Cretáceas que afloran en este sector. La galena de Cahuiña (28m-MMT-018), en la Formación Sacsaquero, presenta valores menos radiactivos de 206Pb/204Pb =18.53 y se relacionan a un intrusivo; mientras que los valores de 207Pb/204Pb=15,63 y 208Pb/204Pb=38.51 son bajos y podrían obedecer a una potencial interacción entre granitoides carboníferos, y en menor proporción a rocas paleozoicas en profundidad. La galena de La Virreyna (27m-MMT-012) presenta valores intermedios de 206Pb/204Pb=18,66; 207Pb/204Pb= 15.6173 y 208Pb/204Pb=38.631, estos muestran claramente una interacción con un substrato posiblemente de edad Paleozoica, que no ha sido reconocida en la zona.

Discusión

En un sistema pórfido–epitermal, la composición isotópica del Pb se incrementa desde el núcleo del pórfido hacia la parte externa, en consecuencia los sistemas epitermales muestran valores altos de isótopos de Pb respecto a los valores en los pórfidos; sin embargo, existen sistemas muy complejos como consecuencia de la interacción de fluidos de fuentes variables (Bouse et al., 1999; Richards et al., 1991, Tosdal et al., 1999). En Bethania (26l-RMT-002) hay una fuerte interacción del substrato, de rocas Jurásico-Cretáceas, por su valor de 206Pb/204Pb, con una segunda fuente de rocas sedimentarias paleozoicas (Figura 2). Esto sugiere una potencial precipitación de sulfuros en los niveles silicoclásticos y calcáreos debido a la porosidad y permeabilidad que poseen, además del contenido de materia orgánica (Wang, 2010). Los valores de los isotopos de Pb, obtenidos en este estudio, son similares a los obtenidos por Tosdal et al. (1999) para yacimientos epitermales.

En La Virreyna (27m-MMT-012), los valores isotópicos intermedios de los ratios 206Pb/204Pb, muestran un trend vertical, que nos indicaría la interacción del fluido mineralizante con las rocas volcánicas del Oligoceno. Como una segunda fuente tendríamos la interacción de los fluidos mineralizantes con rocas intrusivas carboníferas (Figura 2A), probablemente alojadas en profundidad.

En Cahuiña (28m-MMT-018) se tendría la interacción del Batolito de la Costa (posiblemente relacionada a un sistema porfirítico en profundidad) con fluidos hidrotermales, esto corroborado por la presencia de los proyectos cercanos de Corihuarmi, Coripampa, Cori-Huacollo, donde este último corresponde a un sistema pórfido-epitermal (Valencia et al.,2020), estos proyectos se ubican en la Franja X de depósitos de pórfidos de Cu-Mo del Cretáceo Superior.

Chiaradia (2014) concluye que el enriquecimiento mineral está vinculado directamente al espesor de la corteza continental, basado en los valores isotópicos encontrados para Cerro Verde (Musaka et al., 1990), donde las intrusiones relacionadas a la mineralización se encuentran directamente influenciadas por el Terreno Arequipa-Antofalla, cuyas causas serían el espesor de corteza y/o a la composición de la misma (Ramos, 2010). Para el área de estudio el responsable sería el Terreno Paracas (Ramos, 2008).

Conclusiones

1. Los fluidos mineralizantes de Bethania muestran una fuerte interacción con las rocas silicoclásticas (Jurásico-Cretáceas), lo cual podría generar mineralización en cuerpos.

2. En el caso de La Virreyna, los fluidos hidrotermales poseen una fuerte relación con las rocas volcánicas del Oligo-Mioceno, habiendo generado la mineralización encontrada.

3. Los fluidos mineralizantes del yacimiento Cahuiña parecen estar fuertemente relacionados al batolito de la costa, este habría generado el enriquecimiento en Cu con la presencia de calcopirita, esfalerita y pirita (Valencia et al., 2020).

4. El sistema epitermal localizado en la zona de Cahuiña podría estar relacionado a un sistema porfirítico en profundidad, debido a la interacción de los fluidos hidrotermales con el Terreno Paracas, como se ha reconocido en el clúster de depósitos en la región (Valencia et al., 2020). 

Agradecimientos

Se agradece el respaldo del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico para la ejecución del presente trabajo.

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