ARTÍCULOS

Metalogénesis de la veta Farallón Negro rama norte, Farallón Negro, provincia de Catamarca

 

Facundo Martínez^1,2, Ana Fogliata^1,3, Nicolás Montenegro⁴ y Steffen Hagemann⁵

¹ Fundación Miguel Lillo, San Miguel de Tucumán.
² Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Email: facundomartinezz29@yahoo.com.ar
³ Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Tucumán, San Miguel de Tucumán.
⁴ Yacimientos Mineros de Agua de Dionisio, Catamarca.
⁵ Centre for Exploration Targeting, University of Western Australia, Australia.

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RESUMEN

La veta Farallón Negro Rama Norte forma parte del yacimiento Farallón Negro ubicado en Hualfín, Departamento Belén, Catamarca. Este yacimiento se encuentra dentro del Complejo Volcánico Farallón Negro de edad terciaria, que constituye la roca de caja de un sistema de vetas rico en oro. La veta Farallón Negro Rama Norte tiene rumbo general N40°O e inclinación de 65° NE, tiene una corrida de 600 m, y se extiende desde la superficie hasta unos 400 m en profundidad. La roca de caja es una monzonita, que presenta distintos tipos de alteración hidrotermal: argílica intermedia, silicificación, fílica y propilítica. La veta está compuesta por una ganga de cuarzo, carbonatos y óxidos de manganeso con textura bandeada, coloforme y masiva. Los análisis geoquímicos indican que las muestras de veta ricas en oro son generalmente pobres en Ag y metales base. El oro muestra una correlación positiva con el Sb y una correlación negativa con el Mn. Los altos contenidos en elementos traza (As, Cu, Mo, Pb, V y Zn) de los óxidos de manganeso indican un origen hidrotermal. Los valores de isótopos de carbono y oxígeno de los carbonatos de la ganga sugieren que en el sistema hidrotermal participaron fluidos magmáticos y meteóricos.

Palabras clave: Vetas auríferas epitermales; Metalogénesis; Farallón Negro; Sierras Pampeanas Occidentales.

ABSTRACT

Metallogenesis of the Farallón Negro Rama Norte vein, Farallón Negro, Catamarca province
The Rama Norte vein in Farallón Negro deposit is located in Hualfín, Belén Department, Catamarca. This deposit belongs to the Tertiary Farallón Negro Volcanic Complex, the wall rock of the gold rich vein system. The Farallón Negro Rama Norte vein strikes N40°W, dips 65° NE, has 600 m length extends from the surface to a depth of about 400 meters. The wall rock is a monzonite with different types of hydrothermal alteration: intermediate argillic, silicic, phyllic and propylitic. The vein is composed of quartz, carbonates and Mn-oxides with banded, colloform and massive textures. The geochemical analyses indicate that gold-bearing vein samples are generally Ag- and base-metal poor. Gold also displays a positive correlation with Sb, but a negative correlation with Mn. High trace element contents (As, Cu, Mo, Pb, V and Zn) of polymineralic Mn-oxides suggest a hydrothermal origin. The values of carbon and oxygen isotopes in carbonates indicate magmatic and meteoric fluids participation in the hydrothermal system.

Keywords: Epithermal gold veins; Metallogenesis; Farallón Negro; Sierras Pampeanas Occidentales.

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INTRODUCCIÓN

En el distrito Yacimientos Mineros Agua de Dionisio (YMAD), departamento Belén, provincia de Catamarca, se ubican depósitos y prospectos de tipo pórfidos de Cu-Au y epitermales vetiformes de Au- Ag vinculados genéticamente al magmatismo mioceno (Llambías 1970) (Fig. 1). Entre los yacimientos vetiformes se destacan Farallón Negro y Alto de la Blenda (Fig. 2). La veta Farallón Negro está formada por una veta principal y varias secundarias. La roca de caja de este sistema de vetas está representada por andesitas y monzonitas. Hacia el este, en la zona de estudio, la roca de caja de la veta Farallón Negro Rama Norte corresponde a la monzonita Alto de la Blenda (Llambías 1970) (Fig. 2).

Figura 1: Mapa geológico del distrito mineralizado Yacimientos Mineros Aguas de Dionisio (modificado de Harris et al. 2006).

Figura 2: Mapa geológico simplificado de ubicación de la veta Farallon Negro Rama Norte (modificado de Sister 1965).

La veta Farallón Negro Rama Norte (en explotación) constituye una ramificación al SE de la veta Farallón Negro ya explotada. Presenta espesores que varían entre 0,5 y 5 m aproximadamente, un rumbo general NO e inclinación aproximada de 65º NE. Sobre la base de estudios mineralógicos, texturales, geoquímicos y de isótopos estables se estableció la génesis del depósito, se llevó a cabo la caracterización fisicoquímica y se determinó el origen de los fluidos hidrotermales que formaron la veta Farallón Negro Rama Norte.

ANTECEDENTES

Peirano (1944) fue el autor del primer informe técnico sobre los yacimientos del Complejo Volcánico Farallón Negro que incluye un plano de los principales sistemas vetiformes. Malvicini y Llambías (1963) estudiaron la génesis de los yacimientos Farallón Negro, Alto de la Blenda y Los Viscos, sobre la base de estudios calcográficos, de termometría y texturales de la mena, y concluyeron que se trata de un sistema hidrotermal con temperaturas de formación que varían entre 350° C y 250°C aproximadamente. Sister (1965) realizó el mapa geológico del Complejo a escala 1:20.000, con la ubicación de los yacimientos más conocidos. JICA (1991) realizó un informe de factibilidad para el desarrollo minero en el área de Farallón Negro, que abarca mapeo geológico, estudios por sondeos, descripciones mineralógicas y el cálculo tentativo de reservas. Sasso y Clark (1999) estudiaron la evolución magmática hidrotermal y tectónica del Complejo Farallón Negro y sus implicancias para la metalogenia, concluyendo que los yacimientos de Bajo de La Alumbrera y epitermales cercanos se generaron durante una expansión del arco volcánico andino central en el Mioceno medio a superior y en el límite sur de la zona volcánica central, sin tener implicancias la variación del ángulo de subducción de la placa de Nazca. Alderete (1999) realizó una sintesis geolóica del distrito Farallón Negro - Alto de la Blenda.
Gutiérrez et al. (2006) llevaron a cabo un método geoestadístico para determinar los niveles de exposición de los distintos yacimientos ubicados en el distrito minero Agua de Dionisio (YMAD). Finalmente, Fogliata y Hagemann (2011) realizaron una revisión de los distintos sistemas de oro en Argentina, donde se mencionan algunos datos de producción y leyes, indicando que la producción combinada de los yacimientos Farallón Negro y Alto de la Blenda hasta el año 1999 fue de 479.286 t con 6l,1 g/tn de Au y 112 g/tn de Ag.

MARCO GEOLÓGICO

El área de estudio se encuentra dentro de las Sierras Pampeanas Occidentales (Ramos 1999). Las rocas más antiguas de la región afloran en la Sierra de la Ovejería y constituyen el basamento cristalino. Corresponden a las metamorfitas de bajo grado de la Formación Suncho de edad cámbrica (Mirré y Aceñolaza 1972). Están intruídas por cuerpos ígneos de gran extensión de composición granítico - granodiorítica correspondiente al granito Capillitas del Ordovicico Inferior (Pankhurst et al. 2000). Sobre este basamento se depositaron sedimentos clticos continentales de la Formación El Morterito (Turner 1962) de edad miocena superior (Anzótegui et al. 2007). El Complejo Volcánico Farallón Negro se desarrolló en un ambiente tectónico de torsión transpresivo en la cuenca de retroarco del margen continental (Gutiérrez et al. 2002, Gutiérrez 2000). Intruye a las rocas de la Formación El Morterito y su edad es atribuida al Mioceno superior (Sasso 1997, Sasso y Clark 1999 y Halter et al. 2004). Proffett (2003) describió la geología del complejo volcánico como una secuencia de rocas volcánicas de composición predominantemente andesíticas con volenes menores de rocas dacicas, intruídas por stocks, diques y filones andesítico-basálticos a riodacíticos. En la parte central del complejo volcánico aflora el stock monzonítico Alto de la Blenda atravesado por un enjambre de diques riodacicos a riolicos (Fig. 1).
Las rocas volcánicas están cubiertas por areniscas y tobas pertenecientes a la Formación El Cajón (Turner 1962) de edad miocena superior-pliocena (Parra y Morales 2003). La secuencia termina con depósitos modernos conglomerádicos, aterrazados y fluviales.

GEOLOGÍA LOCAL

La veta Farallón Negro Rama Norte presenta estructura en rosario, con una corrida total de 600 m aproximadamente y una potencia media de 3,5 metros. Posee un rumbo general N40ºO e inclinación aproximada de 65º al NE. La roca de caja de la veta es el stock monzonítico, que forma el cuerpo intrusivo Alto de la Blenda, ocurriendo solo en sectores aislados inclusiones de fragmentos de andesitas dentro de la monzonita (observados en las labores subterráneas). La monzonita Alto de la Blenda fue descripta por Llambías (1970) como una roca de textura microgranosa, equigranular, de grano muy fino, la que presenta en algunos sectores textura porfírica. En el afloramiento la roca tiene morfología escarpada, con una coloración grisácea a verdosa, frecuentemente diaclasada y con estructura maciza.
La veta se halla emplazada en una zona de falla. Las características estructurales más importantes son una fracturación principal de rumbo NO coincidente con el rumbo general de la veta y una fracturación secundaria de rumbo NE posterior a la mineralización. Al microscopio la monzonita tiene textura granosa, de grano medio a fino inequigranular. Sin embargo en algunos sectores presenta textura porfírica. Está constituida por sanidina, plagioclasa (andesinaoligoclasa), biotita, piroxeno (diópsidoaugita), cuarzo, apatito y minerales opacos tales como magnetita, ilmenita y en menor medida pirita y calcopirita.

ALTERACIONES HIDROTERMALES

Los halos de alteración se localizan como zonas irregulares y muchas veces discontinuas en las salbandas de la veta. El espesor de estos halos varía desde algunos centímetros hasta cuatro metros aproximadamente. Sobre la base de observaciones de campo y al microscopio se determinó una zonación hidrotermal, donde se pueden distinguir las siguientes alteraciones en función de la distancia a la veta: fílica, argílica intermedia (dominante) con carbonatización asociada, silícica y propilitización (mas restringida).
La alteración argílica se caracteriza por presentar un color blanco, muchas veces con tintes amarillentos a anaranjados dados por la presencia de óxidos de hierro. Al microscopio, se pudo observar que la alteración argílica es penetrante y de intensidad fuerte. Afecta a todos los minerales primarios de la roca, obliterando la textura original de la misma. Los minerales de alteración observados son caolinita y sericita, que se encuentran comúnmente asociados (Fig. 3a y b). También se reconocen óxidos de hierro generalmente presentes en venillas o como pátinas. La alteraci silica consiste en venillas de cuarzo con un espesor de 5 mm y coloración roja debido a los óxidos de hierro y cuarzo masivo que reemplaza a los minerales primarios de la roca. Al microscopio, se determinó que esta alteración es penetrante, de intensidad fuerte. El cuarzo se presenta de tres formas diferentes: 1) venillas de cuarzo policristalino con extinción ondulosa, (Fig. 3c); 2) cuarzo intersticial con extinción flash; 3) agregados de pequeños cristales anhedrales de cuarzo con extinción ondulosa de distribución intersticial dentro de la roca. En las rocas que presentan silicificación se observó también alteración carbonática penetrante de intensidad fuerte. El carbonato se presenta como un agregado de grano fino intersticial con aspecto terroso. En algunas muestras se observan cristales subhedros de grano medio, con hábito fibroso y textura bandeada de relleno. Las relaciones texturales observadas al microscopio indican que el proceso de silicificación es posterior al de carbonatización (Fig. 3d).

Figura 3: Fotomicrografías mostrando los tipos de alteracion hidrotermal en la monzonita: a) Argílica intermedia (4x, analizador intercalado). b) Ídem a (4x, luz paralela). c) Silicificación en venillas asociada a hematita (4x, analizador intercalado). d) Silicificación con carbonatización asociada (4x, analizador intercalado). e) Fílica con venillas cuarzo(4x, analizador intercalado). f) Fílica, que muestra cristales de plagioclasa parcialmente reemplazados por sericita (10x, analizador intercalado). g) Propilítica, que muestra clorita y epidoto (10x, analizador intercalado). h) Ídem g (4x, luz paralela).

La alteración fílica presenta un moderado desarrollo y su distinción respecto a la alteración argílica en los afloramientos es dificultosa debido a las tonalidades blanquecinas que presentan las rocas. Al microscopio se observó que algunas muestras tienen sericitización penetrante de intensidad fuerte y es común la presencia de venillas de cuarzo posteriores (Fig. 3e); sin embargo en la mayoría de las muestras tomadas esta alteraci es selectiva y de intensidad moderada afectando principalmente a los cristales de plagioclasa y en menor medida al feldespato potásico (Fig. 3f). La alteración propilítica se halla muy restringida a algunos sectores y es poco frecuente; sin embargo se reconoce debido a que le otorga a la roca una leve coloración verdosa. Al microscopio se observó que esta alteración es selectiva y de intensidad leve a moderada. La clorita aparece reemplazando a los cristales de biotita, mientras que el epidoto se presenta en forma de agregados, alterando a los cristales de plagioclasa (Fig. 3g y h). El carbonato presenta un desarrollo importante y se encuentra en forma de finas venillas irregulares que atraviesan la roca.

MINERALOGÍA Y TEXTURA

La veta presenta un color gris oscuro y tiene textura bandeada coloforme y en escarapela. En algunos sectores también se observa textura masiva. La paragénesis de la veta corresponde a pirita, calcopirita y oro en una ganga de cuarzo, carbonato y óxidos de manganeso. Son muy frecuentes las drusas formadas principalmente por cuarzo y carbonato (Fig. 4a). Los óxidos de manganeso se presentan formando bandas con hábito fibrorradial y botroidal. El carbonato corresponde a calcita blanca y en menor medida calcita negra debido a la presencia de óxidos de manganeso (Malvicini y Llambías 1963). El cuarzo es blanco, con textura maciza y en peine. En algunas ocasiones se observa que los minerales poseen pátinas de óxidos de hierro. Al microscopio, se observa textura bandeada donde se reconoce la alternancia de bandas de cuarzo, óxidos de manganeso (pirolusita y psilomelano) de hábito fibroso, carbonatos (calcita blanca y negra) y ocasionalmente óxidos de hierro (hematita). La hematita también se presenta como pátinas y en venillas que atraviesan al carbonato y al cuarzo. Además se observan pirita, calcopirita y oro presentes en la ganga de cuarzo masivo. Los sulfuros son escasos y se presentan como agregados anhedrales y el oro se encuentra en pequeñas inclusiones anhedrales. (Fig. 4b, c, d y e).

Figura 4: Mineralogía y textura del aveta. a) Textura bandeada coloforme con óxidos de manganeso, calcita y cuarzo. b) Fotomicrografía de óxidos de manganeso. c) Fotomicrografía que muestra venillas de pirita y óxidos de manganeso. d) Fotomicrografía de pequeños cristales de oro y pirita con pátinas de hematita. e) Ídem d.

GEOQUÍMICA

Se analizaron 14 muestras de la veta tomadas de interior de mina y 12 muestras de concentrados de óxidos de manganeso seleccionados manualmente. Se determinaron los elementos mayoritarios, trazas y tierras raras en el Laboratorio Genanalyses en Perth con XRF (Fluorescencia de Rayos X) e ICP-MS (Espectrometría de Masas con fuente de Plasma de Acoplamiento Inductivo). Los resultados se presentan en los cuadros 1 y 2. Los análisis geoquímicos de los elementos traza en la veta presentan altos contenidos en Sr, Zn y Cu, elementos indicadores de origen hidrotermal (Nicholson 1992). La relación Co/Zn utilizada como indicador genético (Toth 1980 y Rodríguez Díaz et al. 2010) indica un origen hidrotermal para valores de Co mucho menores que Zn y un origen supergénico cuando los valores de Co son mayores que los de Zn. La baja relación Co/Zn observada en todas las muestras de la veta sugiere un origen hidrotermal y no supergénico. En cuanto a los valores de Au en la veta, se observa que las muestras que poseen altos contenidos de Au, en general, son pobres en Ag y pueden distinguirse dos grupos: 1) con altos contenidos de Au y bajos contenidos de metales base y 2) con menores tenores de Au y un significativo enriquecimiento en metales base (Fig. 5).

Cuadro 1: Análisis químicos de muestras de la veta Farallón Negro Rama Norte.

Cuadro 2: Análisis químicos de los óxidos de manganeso de la veta Farallón Negro Rama Norte.

Figura 5: Diagrama ternario que muestra el contenido en Au, Ag y Cu+Pb+Zn de la veta.

Se plotearon las muestras de veta en un diagrama Au vs. MnO (Fig. 6) en donde se observa que a medida que aumentan los contenidos de Au, disminuyen los valores de MnO mostrando una débil correlación negativa. En cuanto a la relación del Au con Sb y As, es posible observar una correlación positiva moderada, que es más marcada en el caso de Sb (Fig. 7a y b).

Figura 6: Diagrama binario que muestra la relación entre el oro y los óxido de manganeso.

Figura 7: Diagramas binarios: a) Relación entre Au y Sb. b) Relación entre Au y As.

Con respecto a la concentración de tierras raras en la veta, se puede observar que el contenido de tierras raras livianas promedio es de 18,85 ppm; mientras que el de las tierras raras pesadas es 2,46 ppm. En el diagrama normalizado a condrito de Taylor y McLennan (1985) se observa una marcada anomalía positiva en Eu (Fig. 8). Las muestras analizadas de los óxidos de manganeso de la veta presentan altos contenidos en As (38 a 881 ppm), Cu (10 a 1430 ppm), Mo (2 a 26 ppm), Pb (6 a 6010 ppm), V (7 a 102 ppm) y Zn (80 a 10000 ppm). La relación Co+Ni vs. As+Cu+Mo+Pb+V+Zn (Fig. 9) indica que los óxidos de manganeso se formaron bajo condiciones hidrotermales (Nicholson 1992).

Figura 8: Diagrama de tierras raras normalizadas a condrito (Taylor y McLennan 1985) de la veta Farall Negro Rama Norte.

Figura 9: Diagrama binario de Nicholson (1992) para diferenciar ambientes de formación supergénico e hidrotermal en los óxidos de manganeso.

Isótopos de carbono y oxígeno
Se analizaron 8 muestras de carbonatos para el estudio de isótopos estables. Las muestras de calcita para el análisis isotópico se seleccionaron a mano de la veta previamente molida en el Laboratorio Isotópico G.G Hatch de la Universidad de Ottawa, Canadá. Los valores δ13C y δ18O se determinaron utilizando un XP Delta y un banco de Gas II siguiendo los métodos de Coplen et al. (1983) y Al- Asam et al. (1990). Los valores de los isótopos de carbono de los carbonatos presentes en la veta varían desde -4,05 a 1,90‰ PDB. Estos datos son coherentes con los valores de carbonatos precipitados a partir de aguas superficiales cuyo δ13C en general se encuentra entre -5 y 15‰ (Hoefs 1997). Los isótopos de oxígeno varían de 20,94 a 26,84‰ SMOW (Cuadro 3). Los valores δ13C (PDB) y δ18O (SMOW) del fluido hidrotermal en equilibrio con la calcita varían entre 3,18 y -2,77‰ y 13,67 y 19,57‰ respectivamente (Cuadro 3). Para el cálculo, se utilizaron las ecuaciones de fraccionamiento de O'Neil et al. (1969) y Bottinga (1968) a una temperatura media inferida de 250°C, teniendo en cuenta, por un lado la paragénesis mineral y la textura de la veta que reflejan bajas temperaturas y por el otro, los resultados geoquímicos obtenidos que indican temperaturas ligeramente superiores.

Cuadro 3: Composición isotópica de la ganga carbonática de la veta Farallón Negro Rama Norte.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

El estudio geoquímico de la mineralización permite distinguir dos grupos de muestras con bajos contenidos en plata: uno con altos contenidos en Au y bajo en metales base y otro con menor contenido en Au y un significativo enriquecimiento en metales base. Esto podría indicar la presencia de dos pulsos de mineralización. La correlación negativa observada entre Au y MnO indicaría que la mineralización aurífera no estaría acompañada por la presencia de estos óxidos. La baja relación Co/Zn observada en las muestras es coherente con el origen hidrotermal de la mineralización (Toth 1980 y Rodríguez Díaz et al. 2010). El análisis de tierras raras en la veta muestra una marcada anomalía positiva en Eu. El Eu es un elemento móvil en los fluidos hidrotermales (Michard et al. 1983 y Michard y Albarde 1986); su movilidad depende de las condiciones redox. El empobrecimiento en Eu indica fluidos hidrotermales oxidados y de baja temperatura, y un enriquecimiento revela fluidos calientes y reducidos (Parr 1992). La anomalía positiva de Eu observada en las muestras indicaría que la mineralización se habría depositado en condiciones reductoras a partir de fluidos con temperaturas superiores a 250° C (Parr 1992). Los datos de isótopos de C y O indican que la mena se depositó a partir de un sistema epitermal constituido por una mezcla de fluidos magmáticos y meteóricos. Esto se evidencia por el rango de valores del δ13C que presentan los carbonatos (Ohmoto y Rye 1979, Field y Fifarek 1985 y Kerrich 1987). Asimismo, los altos valores del δ18O calculados para el fluido, indicarían que los mismos circularon y se reequilibraron isotópicamente en un ambiente de rocas sedimentarias (Rollinson 1993) lo que sugeriría su presencia en el subsuelo (Fig. 10).

Figura 10: Modelo esquemático de formación de las vetas auríferas del área de estudio. (modificado de Sillitoe y Hedenquist 2003).

La mineralogía y textura de la veta, la alteraci argila intermedia, la escasa presencia de sulfuros, el bajo contenido en plata y las condiciones reductoras del fluido hidrotermal son características que permitirían clasificar a la veta Farallón Negro Rama Norte dentro de un sistema epitermal de baja sulfuración.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a Yacimientos Mineros Agua de Dionisio (YMAD) por permitir realizar el trabajo dentro de la mina, al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), a la Fundación Miguel Lillo, a la Society of Economic Geologists (SEG) y al Centre for Exploration and Targeting (CET) por el apoyo económico para realizar los estudios geoquímicos e isotópicos. Así mismo agradecemos las valiosas sugerencias brindadas en el apartado de isotopos por el Dr. Esteban Cardelach y a los revisores que con sus aportes y comentarios enriquecieron de manera sustancial este trabajo.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

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Recibido: 30 de diciembre, 2013
Aceptado: 14 de septiembre, 2014