ARTÍCULOS

La zona de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre, bloque de San Rafael, Mendoza

 

Nora Rubinstein^1, Anabel Gómez¹ y Hugo Mallimacci²

¹ CONICET-Universidad de Buenos Aires. Departamento de Ciencias Geológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. C.A.B.A. E-mail: nora@gl.ficen.uba.ar
² Servicio Geológico Minero Argentino (SEGEMAR), Mendoza.

 

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RESUMEN

La zona de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre está ubicada en el bloque de San Rafael (35°24'8" S; 68°19'25,8" O), Mendoza. Estudios previos definieron preliminarmente que corresponde a un sistema de tipo pórfro cuprífero vinculado genéticamente al magmatismo gondwánico. Esta área de alteración se desarrolla en una secuencia compuesta por brechas ignimbríticas e ignimbritas traquiandesíticas con intercalaciones de areniscas tobáceas y coladas andesíticas a las que intruyen cuerpos subvolcánicos andesíticos y traquiandesítico-dacíticos. La litología de la secuencia volcánica así como sus características geoquímicas confirman su correlación con la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi (Pérmico inferior). El área de alteración presenta una zona potásica con una asociación compuesta por feldespato potásico-cuarzo-magnetita. A ésta se superpone alteración fílica con una asociación de cuarzo-muscovita-pirita-(rutilo) acompañada por venillas de cuarzo-pirita. Por último se reconoce una carbonatización tardía. En las proximidades de la zona de alteración aforan vetillas con mineralización de pirita-calcopirita-galena-esfalerita en ganga de cuarzo. La geoquímica de metales indica moderadas anomalías de Ag y Au y pequeñas anomalías de Cu, Mo, Pb y Zn. El análisis estadístico permite definir la existencia de un pulso mineralizante de Cu-Mo y un segundo pulso de Mo reconocido solamente en Zanjón del Buitre. Asimismo se definen dos pulsos de Zn, uno de los cuales estaría genéticamente vinculado al Cu.

Palabras clave: Alteración hidrotermal; Geoquímica de metales; Pórfro cuprífero; Sección inferior ciclo magmático Choiyoi; Bloque de San Rafael.

ABSTRACT

The Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre alteration zone, San Rafael Massif, Mendoza.

The Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre alteration zone is located in the San Rafael Massif (35°24'8" S; 68°19'25,8" W), Mendoza. Previous works defined preliminary this deposit as a porphyry copper system genetically linked to the gondwanan magmatism. This alteration zone is hosted by a sequence composed of ignimbritic breccias and ignimbrites of trachyandesitic composition with interbedded tuffaceous sandstones and andesitic lavas fows intruded by trachyandesitic-dacitic and andesitic hypabyssal bodies. The lithology and geochemistry of the volcanic sequence confirm the link with the Choiyoi Magmatic Cycle lower section (Lower Permian). The alteration zone consists of a potassic halo with a parageneses of K-feldspar-quartz-magnetite overprinted by phyllic alteration with an assemblage of quartz-muscovite-pyrite-(rutile) and quartz -pyrite veins. A late carbonatization process overprints both the potassic and phyllic alteration. Outside the alteration zone pyrite-chalcopyrite-galena-sphalerite veins with quartz gangue crop out. Metals geochemistry shows moderate Ag and Au anomalies and little Cu, Mo, Pb and Zn anomalies. Statistical analyses allow defining one Cu-Mo mineralizing stage and another Mo mineralizing stage only recognized in Zanjón del Buitre. Moreover, two Zn mineralizing stages, one of them probably genetically related to the Cu stage, were also recognized.

Keywords: Hydrothermal alteration; Metals geochemistry; Porphyry copper; Choiyoi Magmatic Cycle lower section; San Rafael Massif.

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INTRODUCCIÓN

El área de alteración Arroyo La Chilca- Zanjón del Buitre está localizada aproximadamente 110 km al sur de la ciudad de San Rafael (35°24'8" S; 68°19'25,8" O), bloque de San Rafael, provincia de Mendoza, Argentina (Fig. 1). La zona de alteración, ubicada aproximadamente 7,5 km al SE del pórfiro de Cu-(Mo) San Pedro (Delpino et al. 1993, Gómez y Rubinstein, 2010a), está expuesta sólo en las quebradas homónimas y abarca una extensión máxima de aproximadamente 1 km, afectando rocas volcánicas pertenecientes al ciclo magmático Choiyoi, de edad gondwánica. Este ciclo magmático se divide en una sección inferior (pérmica inferior) con una geoquímica típica de ambiente de subducción y una superior (pérmica superior) con características transicionales entre un ambiente de subducción y uno de intraplaca continental (Llambías et al. 1993, Kleiman y Japas 2009 y referencias allí citadas).

Figura 1: Ubicación y geología del área de estudio.

Los principales depósitos minerales del bloque de San Rafael han sido genéticamente vinculados al magmatismo gondwánico (Carpio et al. 2001, Rubinstein et al. 2004). Vinculadas a la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi se encuentran mineralizaciones de tipo pórfro de Cu-(Mo) (Delpino et al. 1993, Rubinstein et al. 2000 y 2002, Gómez y Rubinstein, 2010 a y b, entre otros) en tanto que a la sección superior se relacionan depósitos interpretados como pórfros de Mo (Delpino, 1997, Carpio et al. 2001) y sistemas epi-termales de baja sulfuración (Rubinstein y Gargiulo, 2005 y Gargiulo et al. 2007). Los primeros antecedentes del área de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre corresponden a los trabajos de prospección realizados por la Secretaría de Minería en el marco del Plan Mendoza (Lavandaio 1979) los cuales comprendieron el mapeo y muestreo geoquímico y petro-mineralógico del sector de interés. A partir de los resultados obtenidos, Lavandaio (1979) concluye que se trata de una mineralización de Pb-Ag-Zn con carácter intermedio entre epitermal y mesotermal cuya es edad incierta. Trabajos metalogenéticos posteriores, focalizados particularmente en el estudio de las alteraciones hidrotermales (Rubinstein et al. 2000 y Carpio et al. 2001), permitieron concluir de forma preliminar que correspondería a un sistema de tipo pórfro cuprífero de probable vinculación genética con el ciclo magmático Choiyoi. El objetivo del presente trabajo es contribuir a la caracterización metalogenética del sistema hidrotermal que dio origen al área de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre sobre la base de nueva información geológica, petro-mineralógica y geoquímica.

GEOLOGÍA DEL ÁREA

En el área de estudio se reconoce una secuencia homoclinal de Az 125º e inclinación 62° al NE compuesta por ignimbritas, rocas epiclásticas y coladas andesíticas con intrusiones de cuerpos andesíticos, todos ellos asignados al Grupo Cochicó, de edad pérmica inferior (Sepúlveda et al. 2007) perteneciente a la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi. Esta sucesión volcánico-sedimentaria está cubierta por mantos de basaltos plioceno-pleistocenos del Grupo Chapúa (Sepúlveda et al. 2007).

La secuencia de rocas piroclásticas (Fig. 1) está constituida por brechas ignimbríticas masivas con aproximadamente 25% de fragmentos líticos de hasta 30 centímetros que corresponden a volcanitas porfíricas con variable grado de cloritización y bancos de ignimbritas masivas con muy escasos fragmentos líticos milimétricos las que hacia sus techos desarrollan fina lajosidad. Las ignimbritas están constituidas por cristaloclastos de feldespatos (dentro de los cuales se reconoce plagioclasa), cuarzo, biotita y anfíbol, muy escasos vitroclastos recristalizados y como mineral accesorio apatita, inmersos en una matriz felsítica a microgranosa compuesta por cuarzo y feldespato alcalino. Intercalados en la secuencia piroclástica, se reconocen paquetes de areniscas tobáceas finamente bandeadas que constituyen bancos de hasta 20 centímetros. Las areniscas son de color gris con tonalidad rosada, tienen textura clasto-sostén y están compuestas principalmente por feldespato alcalino y plagioclasa y en menor proporción cuarzo, escasa biotita y anfíbol (¿?), apatita y circón como accesorios y fragmentos líticos de volcanitas e ignimbritas, todos ellos inmersos en una matriz sericítico-arcillosa. Presentan moderada alteración carbonática a la que se asocian óxidos de Fe y Ti, epidoto y clorita. Por debajo de la secuencia piroclástica e intercalados en ella se encuentran niveles de coladas andesíticas con desarrollo local de autobrechamiento (Fig. 1). Tienen color morado y verde, textura porfírica y están compuestas por fenocristales de plagioclasa y escasos minerales máficos -probablemente anfíboles- completamente alterados inmersos en una pasta pilotáxica. Presentan moderada propilitización penetrante y en venillas con una asociación de minerales de alteración constituida por clorita, carbonato, epidoto, sericita y escasa titanita. Las piroclastitas están intruidas por numerosos diques de Az ≈ 60º, 90° y 120° (Fig. 1) que alcanzan hasta 10 metros de potencia. Se caracterizan por la presencia de fenocristales de feldespato centimétricos inmersos en una pasta afanítica de color castaño con tonalidad rosada. Están compuestos por abundantes fenocristales de feldespato potásico y plagioclasa con biotita subordinada, escasos cuarzo y anfíbol, abundante apatita y una pasta felsítica a microgranosa de composición cuarzo-feldespática. Incluyen xenolitos de ignimbritas y exhiben moderada silicificación y alteración sericítica-arcillosa e incipiente carbonatización. En las cabeceras del arroyo La Chilca, intruyendo a la secuencia piroclástica, afora un pequeño cuerpo andesítico de color gris con alteración feldespática y textura porfírica compuesto por fenocristales de plagioclasa y minerales máficos completamente alterados inmersos en una pasta cuya textura se encuentra obliterada por la alteración.

Por último, extensos mantos de basaltos pertenecientes al Grupo Chapúa cubren los depósitos paleozoicos rellenando paleovalles (Fig. 1). Tienen textura porfírica a glomeroporfírica con fenocristales de plagioclasa, olivina y anfíbol y una pasta pilotáxica afeltrada con abundante vidrio intersticial y cristales de minerales opacos. Por debajo de estos basaltos aforan niveles de travertino que alcanzan hasta 3 metros de espesor los cuales presentan impurezas de óxidos de Fe y Mn.

GEOQUÍMICA

Los resultados de los análisis químicos realizados en muestras de ignimbritas y diques del área de estudio se presentan en el cuadro 1. Con el fin de compararlas con rocas de otras áreas mineralizadas del bloque de San Rafael se incluyeron datos geoquímicos de rocas pertenecientes a la sección inferior (Pórfros de Cu-(Mo) El Infernillo y San Pedro) y superior (depósito epitermal Don Sixto, ex-La Cabeza) del ciclo magmático Choiyoi. Según el diagrama de Winchester y Floyd (1977) las ignimbritas tienen composición traquiandesítica en tanto que el dique se ubica en el límite de las traquiandesitas-dacitas. (Fig. 2a). El diagrama multielemento es similar para todas las rocas analizadas, con un patrón aserrado de pendiente negativa que muestra enriquecimiento relativo en LILE (elementos litófilos de gran radio iónico) y marcados valles en Nb, Ta, Ti y P (Fig. 2b), los que constituyen rasgos típicos de rocas de ambientes de subducción. Se registran altas relaciones La/Yb (27,62 a 60,96) y La/Sm (5,67 a 8,18) lo cual sugiere que los magmas se emplazaron en una corteza engrosada con posible fraccionamiento de granate. El patrón general del diagrama es similar al de volcanitas de la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi provenientes de otras áreas mineralizadas del bloque de San Rafael (Fig. 2b).

CUADRO 1: Análisis químicos de elementos mayoritarios, minoritarios (%) y trazas (ppm).

En negrita se destacan los valores significativos. Los análisis fueron realizados en muestras de rock chip (Davicino 2008) por el método de ICP- OES Radial (Induced Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy-Radial) excepto el Au que fue analizado por ensayo a fuego ( fre assay).

Figura 2: a) Diagrama de clasificación de rocas volcánicas de Winchester y Floyd (1977). Las áreas sombreadas representan muestras pertenecientes a la sección inferior y superior del ciclo magmático Choiyoi. b) Diagrama multielemento normalizado a Pearce (1983). El área sombreada en gris oscuro representa rocas pertenecientes a la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi en tanto que el área sombreada en negro representa rocas de la sección superior del ciclo magmático Choiyoi.

ALTERACIÓN HIDROTERMAL Y MINERALIZACION

La zona de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre conforma fajas de rumbo general N 50° E e inclinación 63° NE que alcanzan un ancho máximo de 20 metros y se distinguen por la coloración ocre amarillenta resultado de una fuerte decoloración y oxidación (Fig. 3a). Fajas menores de similar actitud y características, las cuales no superan los 0,5 metros de potencia, han sido reconocidas en áreas aledañas.

Figura 3: a) Vista de Arroyo La Chilca mostrando las coloraciones amarillas y ocres que la caracterizan. b) Detalle de una venilla D (cuarzo-pirita) en Arroyo La Chilca.

La zona de alteración se caracteriza por una alteración fílica penetrante muy fuerte acompañada de venillas de cuarzo-pirita (Fig. 3b) las cuales en Arroyo La Chilca tienen rumbo predominante NO y NE mientras que en Zanjón del Buitre son subparalelas y de rumbo NE. La asociación hidrotermal está compuesta por cuarzo-sericita (identificada como muscovita 2M por difracción de rayos X)-pirita-(rutilo). Superpuesta a la alteración fílica se observa una suave a moderada carbonatización penetrante y en venillas. En forma muy localizada se reconoce alteración potásica, tanto relíctica por debajo de la alteración fílica como en el cuerpo de andesita que afora en la cabecera del arroyo La Chilca. Es moderada, de distribución penetrante y comprende feldespatización -en forma de cristales en crecimiento, motas, orlas y venillas desarrollados en los feldespatos primarios- acompañada por silicificación y magnetita martitizada.

A nivel de las quebradas los procesos de oxidación generaron abundante jarosita a la que se asocia hematita e hidróxidos de Fe (como impregnaciones, venillas y ocasionalmente pseudomorfos de los cristales de pirita). En el techo de la secuencia piroclástica, inmediatamente por debajo del basalto cenozoico, la oxidación dio lugar a abundantes óxidos de Fe que le dan a la roca un color rojo intenso. En Arroyo La Chilca se observan ocasionales pátinas e impregnaciones de malaquita, azurita y sulfatos de Cu.

En la zona de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre el único mineral metálico reconocido es la pirita que se presenta en pequeños cristales diseminados (llegando a conformar el 5% del volumen total de la roca) y en venillas de cuarzo. En la roca de caja los cristales aparecen fuertemente corroídos y fragmentados (con los fragmentos en ocasiones alineados) y espacialmente vinculados a la asociación muscovita-cuarzo. En las cabeceras de Arroyo La Chilca, emplazadas en las coladas andesíticas, se encuentran venillas de hasta 10 centímetros de espesor de las que participan sulfuros. La asociación de minerales opacos está compuesta por pirita-calcopirita-galena-esfalerita en ganga de cuarzo y con una carbonatización tardía. Los análisis químicos arrojaron tenores de Cu de hasta 16%, de Pb de hasta 1,5%, de Zn de hasta 1,13% y anomalías variables de Ag que excepcionalmente alcanzan los 450 ppm, registrándose además valores de Au entre 0,09 y 0,6 ppm (Lavandaio, 1979).

GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS METÁLICOS

La empresa Portal Resources realizó 70 análisis químicos en muestras de superficie tomadas en las zonas de alteración expuestas en Arroyo La Chilca y Zanjón del Buitre (Davicino 2008). Los resultados obtenidos (Cuadro 2) muestran que los mayores contenidos de Cu, Mo, Ag y Au se registran en Zanjón del Buitre en tanto que los contenidos de Pb y Zn son similares para ambas quebradas. Los datos fueron tratados con estadística descriptiva, observándose en todos los casos una distribución lognormal. En particular se registra una distribución bimodal para el Mo en Zanjón del Buitre y una distribución bimodal para el Zn en ambas quebradas (Fig. 4a, b, c y d). Para cada uno de los elementos analizados se calculó el valor de fondo (background) que corresponde al valor normal de un elemento en un área determinada y el umbral (threshold) que indica el límite inferior de los valores anómalos (Cuadro 3). Los valores de fondo y de umbral fueron calculados siguiendo el tratamiento estadístico simplificado propuesto por Lepeltier (1969) para distribuciones de tipo lognormal. Las muestras correspondientes a sectores de venillas registran valores muy distantes con respecto al resto de los datos por lo que se consideran outliers, es decir datos atípicos que no pertenecen al conjunto de datos analizados y producen una fuerte dispersión en la desviación estándar por lo cual no fueron considerados en el tratamiento estadístico. Sobre la base de los resultados obtenidos se define la presencia de anomalías puntuales de uno a dos órdenes de magnitud para Ag y Au mientras que Cu, Mo, Pb y Zn registran pequeñas anomalías. Para establecer una vinculación genética entre los metales se realizaron diagramas de correlación. Debido a la distribución espacial heterogénea y al carácter bimodal de algunos de los elementos analizados, se trabajaron los datos en forma separada para cada quebrada. En Arroyo La Chilca se observa una marcada correlación positiva entre Cu y Mo (Fig. 5a) con un R²=0,8 y una moderada correlación positiva entre Cu y Zn (Fig. 5 c) con un R²=0,6. En Zanjón del Buitre no se observa correlación entre Cu y Mo (R²= 0,32) ni entre Cu y Zn (R²= 0,36) aunque en ambos casos se insinúa una tendencia positiva en la distribución de los datos (Fig. 5b y d).

Figura 4: Histogramas de Mo de: a) Arroyo La Chilca. b) Zanjón del Buitre. Histograma de Zn de: c) Arroyo La Chilca. d) Zanjón del Buitre.

CUADRO 2: Análisis por elementos metálicos (en ppm).

En negrita se destacan los valores significativos. Los análisis fueron realizados en muestras de rock chip (Davicino 2008) por el método de ICP- OES Radial (Induced Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy-Radial ) excepto el Au que fue analizado por ensayo a fuego ( fire assay).

CUADRO 3: Valores de fondo, desviación estándar y umbral (en ppm) calculados para todos los elementos analizados.

Figura 5: Diagramas de correlación de Cu-Mo para: a) Arroyo La Chilca. b) Zanjón del Buitre. Diagrama Cu-Zn para: c) Arroyo La Chilca. d) Zanjón del Buitre.

CONSIDERACIONES FINALES

Los resultados de los estudios petro-mineralógicos permiten confirmar, sobre la base del tipo y patrón de distribución de la alteración hidrotermal, que se trata de un sistema de tipo pórfro cuprífero tal como fuera propuesto por Rubinstein et al. (2000). El área de alteración presenta una zona potásica de distribución localizada con una asociación de feldespato potásico-cuarzo-magnetita. A ésta se superpone alteración fílica con cuarzo-muscovita-pirita-(rutilo) acompañada por venillas de cuarzo-pirita (tipo D, ver Gustafson y Hunt 1975). Las venillas con mineralización de pirita-calcopirita-galena-esfalerita en ganga de cuarzo pueden asignarse preliminarmente a la etapa fílica, tal como ocurre con las vetas polimetálicas del pórfro de Cu-(Mo) de San Pedro (Korseniewski et al. 2012). Por último se reconoce una suave a moderada carbonatización tardía. El tratamiento estadístico de los elementos metálicos permite definir la presencia de moderadas anomalías de Ag y Au y pequeñas anomalías de Cu, Mo, Pb y Zn. El Cu y el Mo muestran una clara correlación positiva en Arroyo La Chilca, en tanto que solo se registra una tendencia positiva en Zanjón del Buitre, lo cual, unido al carácter bimodal de la distribución del Mo en Zanjón del Buitre, permite inferir la presencia de un segundo pulso molibdenífero que sólo tuvo lugar en esta última quebrada. La distribución bimodal del Zn en ambas quebradas sugiere dos pulsos cincíferos, al menos uno de los cuales podría estar genéticamente vinculado al Cu, tal como lo sugiere la moderada correlación positiva registrada en Arroyo La Chilca y la tendencia positiva observada en Zanjón del Buitre. Las características litológicas de la secuencia volcánica aforante en el área de estudio son comparables con las de rocas asociadas con mineralizaciones de génesis similar y edad pérmica inferior dentro del bloque de San Rafael (Gómez y Rubinstein 2010b y 2011). Asimismo su litogeoquímica, típica de rocas de arco magmático, confirma su correlación con la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi. Los estudios realizados en el área de alteración Arroyo La Chilca-Zanjón del Buitre permiten confirmar la presencia de un sistema de tipo pórfro de Cu-(Mo) vinculado genéticamente a la sección inferior del ciclo magmático Choiyoi de edad pérmica inferior. Esta mineralización, junto con otros depósitos de génesis similar en el ámbito del bloque de San Rafael, contribuye a la definición de este magmatismo como un metalotecto de carácter regional para depósitos diseminados de Cu-(Mo).

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue financiada con los proyectos UBACyT 20020090100182 (Universidad de Buenos Aires), PIP 11220090100589 (CONICET) y por el SEGEMAR. Se agradece a la Empresa Portal Resources por conceder la información geoquímica utilizada en este trabajo.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

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Recibido: 21 de junio, 2011.
Aceptado: 6 de enero, 2012.